【正文】 （35）其中,P0=800W為輸出功率。為了使系統(tǒng)能連續(xù)輸出功率，只有電阻足夠大時(shí)，升壓斬波電路的電流才能保持連續(xù)。當(dāng)HIN為低電平，那么LIN為高電平，HO輸出低電平。 圖311 IGBT驅(qū)動(dòng)電路 在上圖中，HIN和LIN分別為芯片IR2110的高端輸入和低端輸入端口。 （7）IGBT驅(qū)動(dòng)電路IR2110芯片是IR公司生產(chǎn)的一個(gè)控制芯片，可以對電力電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)效能，因此在驅(qū)動(dòng)電路方面的使用較為常見。電路如圖310所示。圖39 電網(wǎng)交流側(cè)過零比較電路將電網(wǎng)電壓通過霍爾電壓傳感器，送入到21倍的運(yùn)算放大電路中，然后驅(qū)動(dòng)三極管的開斷，產(chǎn)生方波信號(hào)，利用與非門將產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)送入DSPIOA8/cap引腳，由DSP捕捉到正向脈沖信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)中斷。將電阻和輸出端的電流信號(hào)串接起來即可轉(zhuǎn)換為采樣電壓信號(hào)。電路如圖38所示。圖37 交流側(cè)電流采樣電路在上圖中，電路圖的輸入是霍爾傳感器接收的輸出信號(hào)。 （3）交流側(cè)電壓采樣電路在交流側(cè)電壓采樣電路中，霍爾電壓傳感器的作用是測得交流側(cè)的電壓，本設(shè)計(jì)選用霍爾電壓傳感器型號(hào)為HNV025A。如圖36所示。其采樣檢測電路如圖35所示。所以，當(dāng)AD0輸入高電平時(shí)，ADAC0頁輸出高電平。圖34 A/D轉(zhuǎn)換電路在上圖中，AD0和AD1為輸入，ADCA0和ADCA1為輸出。電容在電路中均起濾波的作用。圖33 輔助電源電路 在上圖中，我們?yōu)門PS767D318的引腳112分別提供5V的電壓。在本系統(tǒng)中，為了獲得更好的電源性能，我們采用雙電源供電機(jī)制。 圖32 F2812的內(nèi)部資源框圖 DSP系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)在硬件電路設(shè)計(jì)中，其電路圖是由Protel DXP軟件來完成的。 數(shù)字信號(hào)處理器DSP簡介TMS320F2812是由TI公司研制的32位DSP芯片。 基于DSP的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)在控制系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)處理器是一種專用于數(shù)字信號(hào)處理的微處理器。 第三章 基于DSP的并網(wǎng)逆變器硬件電路的設(shè)計(jì)經(jīng)過第二章對逆變系統(tǒng)控制方法的分析，我們確定了本設(shè)計(jì)的控制方案，其整體結(jié)構(gòu)如圖31所示。主動(dòng)式檢測技術(shù)通過有意的引入擾動(dòng)信號(hào)通過觀察電網(wǎng)是否受到影響來判斷電網(wǎng)是否發(fā)生故障。所以，為了消除由孤島現(xiàn)象引起的嚴(yán)重后果，我們應(yīng)該選擇一個(gè)合理的應(yīng)對方法。主要有以下幾種情況：，會(huì)對電力公司線路維修與保障人員的安全造成危害。 在光伏系統(tǒng)中，太陽能在轉(zhuǎn)換為電能的過程中會(huì)發(fā)生各種各樣的故障，如器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)欠壓、器件過流、電網(wǎng)過壓等，因此需要我們設(shè)置各種保護(hù)措施。 （3）基于平均功率的變歩長算法基于平均功率的變歩長算法可以有效克服最大功率點(diǎn)附件產(chǎn)生的振蕩。（2）電導(dǎo)增量法 電導(dǎo)增量法是通過檢測太陽能電池的等效導(dǎo)納增量來確定最大功率點(diǎn)。通常太陽池的最大功率點(diǎn)跟蹤的常用方法有：擾動(dòng)觀察法、電導(dǎo)增量法、基于平均功率的變步長算法。所以在本設(shè)計(jì)中我們選擇SPWM電流控制方式。 SVPWM電流控制方式 SVPWM是近期發(fā)展的一種新的控制方式，在該領(lǐng)域有著較為廣泛的應(yīng)用。該比較控制方式具有以下特點(diǎn)：，但濾波電路復(fù)雜。瞬時(shí)值電流滯環(huán)比較控制方式是一種經(jīng)常使用的電流跟蹤控制方式，應(yīng)用十分廣泛。其結(jié)構(gòu)如圖26所示。根據(jù)以上分析，我們選擇雙級(jí)式非隔離電壓型逆變器結(jié)構(gòu)作為本設(shè)計(jì)的主電路，前級(jí)升壓斬波電路采用Boost升壓斬波電路，后級(jí)逆變器選擇單相全橋逆變電路，前后兩級(jí)電路由DCLink連接起來，從而來保持輸出交流和電網(wǎng)電壓的同頻同相。根據(jù)逆變器的控制方式可將逆變器分為電壓控制型和電流控制型，如圖 25 所示。 圖（b）是多級(jí)非隔離型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它的功率變換功能是由DC/DC 升壓斬波電路和 DC/AC 逆變器組成的多級(jí)變換器實(shí)現(xiàn)的。按其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為單級(jí)和多級(jí)式兩種結(jié)構(gòu)，如圖 24所示。其缺點(diǎn)是由于能量傳遞級(jí)數(shù)增多，導(dǎo)致能量損失較大。其優(yōu)點(diǎn)是主電路結(jié)構(gòu)和控制電路結(jié)構(gòu)簡單，電磁干擾小，維護(hù)方便，系統(tǒng)可靠性較高。根據(jù)有無隔離變壓器可將逆變器分為隔離型和非隔離型兩種結(jié)構(gòu)，如圖21所示。在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，選用不同的控制方式往往會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生不同的效果。在本論文中，首先我們介紹光伏并網(wǎng)的國內(nèi)外發(fā)展情況，然后對光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制原理進(jìn)行了分析與比較，并提出了以雙級(jí)式非隔離電壓型逆變器為核心的單相光伏并網(wǎng)逆變器的硬件電路的控制方法，對主電路中的元件參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算與設(shè)計(jì)，最后對逆變電路進(jìn)行的仿真來檢驗(yàn)系統(tǒng)的硬件電路和所選的參數(shù)進(jìn)準(zhǔn)確性。我國是一個(gè)土地面積廣闊、人口眾多，太陽能豐富的國家，因而太陽能的開發(fā)具有巨大的潛能。在全世界的光伏市場中，歐洲以絕對的優(yōu)勢處于世界的首要位置。所以積極推進(jìn)太陽能發(fā)展對能源危機(jī)和環(huán)境問題的解決具有十分重要的作用，而且它對人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有極為重要的意義。在過去由于受到發(fā)展水平的限制，導(dǎo)致光伏電池的生產(chǎn)成本昂貴，而且技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度較大，所以光伏發(fā)電多用于一些比較偏僻的地區(qū)。在人類社會(huì)中，由于人們對自然資源的過度采集，致使能源枯竭和環(huán)境污染已成為人累面臨的最大的危機(jī)。它已經(jīng)成為人類社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力，不斷的為人們提供便利，因此人類的能源需求也在日益擴(kuò)大。關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)；逆變器；數(shù)字信號(hào)處理器。本篇論文主要研究的是光伏發(fā)電系統(tǒng)，而且實(shí)現(xiàn)了單相光伏并網(wǎng)逆變器硬件電路的設(shè)計(jì)。本人畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與資料若有不實(shí)，愿意承擔(dān)一切相關(guān)的法律責(zé)任。分類號(hào) TP273 單位代碼 11395 密 級(jí) 學(xué) 號(hào) 1105230205學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目基于DSP的光伏并網(wǎng)逆變器硬件電路的設(shè)計(jì)作 者馮露露院 (系)能源工程學(xué)院專 業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師荊紅莉答辯日期2015 年 5 月 23 日榆 林 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠信責(zé)任書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。近些年，隨著人們對光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的深入研究，一些高性能的數(shù)字信號(hào)處理器芯片也相繼問世，它們的出現(xiàn)不僅簡化了光伏并網(wǎng)的控制結(jié)構(gòu)，而且極大的提高了光伏并網(wǎng)的系統(tǒng)性能。最后對本篇論文進(jìn)行內(nèi)容總結(jié)以及對后續(xù)研究工作進(jìn)行了展望。 DSPI目錄目 錄摘 要 IAbstract II第一章 緒 論 1 1 1 1 2 2第二章 光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制策略 3 逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類 3 輸出電流控制方式 5 SPWM電流跟蹤方式 5 6 SVPWM電流控制方式 6 最大功率點(diǎn)跟蹤 7 8 8 9 本章小結(jié) 9第三章 基于DSP的并網(wǎng)逆變器硬件電路的設(shè)計(jì) 11 基于DSP的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 數(shù)字信號(hào)處理器DSP簡介 11 DSP系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 12 13 17 Boost電路設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇 18 20 21第四章 光伏并網(wǎng)逆變器仿真測試 23 Matlab搭建電路圖 23 仿真波形和分析 23 24第五章 總結(jié)和展望 25 25 展望 25參考文獻(xiàn) 27致 謝 29III榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章 緒 論隨著人類社會(huì)的現(xiàn)代化、工業(yè)化、智能化的不斷發(fā)展，能源在人們生活和社會(huì)發(fā)展中起著決定性作用。因此，能源和環(huán)境已經(jīng)成為人類所要迫切解決的問題。它是由光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)將光能轉(zhuǎn)化為電能的新型能源，其中光伏發(fā)電系統(tǒng)是人類利用太陽能發(fā)電的高新技術(shù)，在人類社