【正文】 參考文獻(xiàn)：[1] 趙學(xué)泉，張國(guó)華編著. 電源電路[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，. [2] 何希才，江云霞編著. 現(xiàn)代電力電子技術(shù)[M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社， . [3] [M]. 成都：電子科技大學(xué)出版社，1997.[4] 沈德金. MCS51系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.[5] 陸坤等. 電子設(shè)計(jì)技術(shù)[M]. 成都：電子科技大學(xué)出版社，1997.[6] 袁濤. 單片機(jī)C高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出 版社，2001.[7] 胡偉，[M]. 北京：人民郵電出版社， 2003.[8] [M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2000.[9] HongChao Zhang and Enhao Lin. A hybridgraph approach for automated setup planning in CAPP. Robotics and Computer Integrated Manufacturing [J], 1999. [10] 陳國(guó)呈編著. PWM變頻調(diào)速及軟開關(guān)電力電子技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[11] 曲永印,宋宏等編著. 電力電子變流技術(shù)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社， [12] 金春林，邱慧芳，張皆喜編著. AVR系列單片機(jī)C語(yǔ)音編程與應(yīng)用實(shí)例[M]. 北京：清華大學(xué)出版社， [13] 王兆安，黃俊等編著. 電力電子技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [14] 王錫凡等編著. 電力工程基礎(chǔ)[M]. 西安：西安交通大學(xué)出版社，[15] 耿德根，宋建國(guó)，馬潮等編著. 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100////調(diào)制率K,define K 30//T1的開關(guān),不分頻define SST_1 0X01define CLT_1 0XF8//SPWM等面積算法,半波采樣。在此，對(duì)他們的幫助表示感謝。在我遇到問題時(shí)，他們是第一個(gè)向我提供幫助的。我也不能忽略同學(xué)們對(duì)我的幫助。正是因?yàn)樗麄兊慕虒?dǎo)才讓我掌握了這些知識(shí)和學(xué)習(xí)分析方法。在此，我衷心的感謝郭福力導(dǎo)師對(duì)我的幫助和支持。在我方案選擇上，郭老師給我提供了寶貴的意見，使我明確了控制方案。而孤島效應(yīng)也是有待解決的問題。我國(guó)光伏并網(wǎng)發(fā)電還處在起步階段，仍然有許多的問題要解決。本文介紹了光伏并網(wǎng)發(fā)電的基本控制技術(shù)：數(shù)字鎖相環(huán)、等面積SPWM逆變控制、最大功率點(diǎn)跟蹤等技術(shù)，提出了實(shí)現(xiàn)控制的算法。這是本次設(shè)計(jì)的遺憾。6 結(jié)論由于本次設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，只能實(shí)現(xiàn)其中的部分功能，不能把整個(gè)系統(tǒng)搭建起來(lái)。如果達(dá)不到預(yù)期，首先查看硬件是否有問題，如 晶振是否起振、電壓是否穩(wěn)定、引腳是否虛焊等等。Protues仿真軟件是基于圖形仿真，便于觀察程序模擬運(yùn)行是否達(dá)到預(yù)期的效果。解決辦法為減小載波比N和不使用float型數(shù)據(jù)。所以編程上沒多大的障礙，但是由于SPWM的計(jì)算實(shí)時(shí)性要求強(qiáng)，脈寬計(jì)算要在一個(gè)SPWM周期內(nèi)完成，所以盡量把float型計(jì)算轉(zhuǎn)換成整型來(lái)計(jì)算，以避免在下一SPWM周期到來(lái)時(shí)還沒有完成計(jì)算。經(jīng)計(jì)算nf，則應(yīng)選取47nf的無(wú)極性電容，耐壓為50V。選擇是否合適關(guān)系到驅(qū)動(dòng)波形的好壞。最后，避免選頻電容受到地的影響。其中，在單片機(jī)部分遇到的問題為：?jiǎn)纹瑱C(jī)時(shí)鐘晶振起振不正常。如果通不過測(cè)試則要重新檢查PBC布局是否合理和系統(tǒng)原理是否存在缺陷。（6） 硬件調(diào)試。（5） 元器件焊接。這步是經(jīng)常被忽略的。在完成上面兩步后，按照設(shè)計(jì)要求和電氣布線要求，合理布局和走線，以免因布局不合理造成電路干擾過大，甚至不能正常工作。避免元器件參數(shù)不符合設(shè)計(jì)要求的，導(dǎo)致硬件的功能不能實(shí)現(xiàn)，或造成硬件調(diào)試上的困難。以驗(yàn)證硬件設(shè)計(jì)是否存在理論上的錯(cuò)誤。AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果為ADC，5路通道的結(jié)果存放在ADget[5]數(shù)組中，分別對(duì)應(yīng)、。本次設(shè)計(jì)要采集的電量有：逆變器輸入電壓、電流、輸出電壓和公共母線電壓、電流，共5個(gè)電量，則需要5個(gè)輸入通道(ADC0～ADC4)。只要設(shè)置相應(yīng)的控制位就能夠進(jìn)行相應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換。由于只采用單路輸出具體SPWM，需要一個(gè)控制端OCR來(lái)控制翻轉(zhuǎn)。N） (45)如果脈沖數(shù)列的幅值為，則第k等分的對(duì)應(yīng)的脈沖寬度： (46)現(xiàn)在，用T/C1定時(shí)器作為SPWM發(fā)生器，并采用頻率相位修正模式，OCR1A為TOP值，則SPWM的脈沖寬度。 SPWM等面積法算法的實(shí)現(xiàn) SPWM等面積法原理圖 設(shè)正弦電壓波為其中為正弦波的峰值，角頻率。因此，這次設(shè)計(jì)采用等面積法來(lái)發(fā)生SPWM波型。由上述的方法可知，等面積法的計(jì)算量相對(duì)其他方法比較少。規(guī)則采樣法的計(jì)算顯然比自然采樣法簡(jiǎn)單，但由于采樣水平線與三角載波的交點(diǎn)都處于正弦波的同一側(cè)造成的，所得的脈沖寬度將明顯地偏小，從而造成控制誤差。規(guī)則采樣法是在三角載波每一周期的正峰值時(shí)找到正弦調(diào)制波上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，求得電壓值，用此電壓值對(duì)三角波進(jìn)行采樣得到兩點(diǎn)。 這種數(shù)學(xué)模型不適合低速微機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí) 時(shí)控制。自然采樣法的主要問題是，SPWM波形每一個(gè)脈沖的起始和終了時(shí)刻和對(duì)三角波的中心線不對(duì)稱，因而求解困難。 (2) 自然采樣法： 自然采樣法(Natural Sampling)移植了模擬控制的方法計(jì)算正弦調(diào)制波與三角載波的交點(diǎn)，從而求出相 應(yīng)的脈寬和脈沖間歇時(shí)間，生成SPWM波形若以單位量 1代表三角載的幅值，則正弦調(diào)制波的幅值就是調(diào)制度M，正弦調(diào)制波可寫作 (43)式中是調(diào)制波頻率,也就是變壓變頻器的輸出頻率。根據(jù)已知 數(shù)據(jù)和正弦數(shù)值可以依次算出每個(gè)脈沖的寬度。目前SPWM的產(chǎn)生和控制可以用微機(jī)或單片機(jī)來(lái)完成。在交點(diǎn)時(shí)刻對(duì)功率開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，這樣就可得到SPWM波形。則太陽(yáng)能電池的輸出電壓跟隨變化就可以保證太陽(yáng)能工作在最大功率點(diǎn)附近。 太陽(yáng)能電池在固定溫度25oC，A=，日照變化時(shí)，輸出電壓和功率之間的關(guān)系變換器負(fù)載控制器MPPTIV 擾動(dòng)觀察算法法的實(shí)現(xiàn)根據(jù)擾動(dòng)法的原理。將采樣計(jì)算得到當(dāng)前次的輸出功率Pn+1與前一次的輸出功率Pn+1作比較，假設(shè)Pn+1Pn，那么將工作電電壓基準(zhǔn)向著這一次變化的方向改變，反之，若輸出功率變小的話，則在下個(gè)周期改變變化的方向，如此反復(fù)的擾動(dòng)、觀察和比較，使太陽(yáng)能達(dá)到其最大功率點(diǎn)。較好避免最大功率點(diǎn)附近震蕩損耗；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，跟蹤實(shí)時(shí)性差環(huán)境變化緩慢的場(chǎng)合是非常值得推薦的方案鑒于上面的介紹和實(shí)際情況，擾動(dòng)觀察法的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、需要測(cè)量的參數(shù)較少、容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，這樣便于用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，也能應(yīng)付一般的應(yīng)用。簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)；未考慮溫度的影響，存在原理性的能量損耗適用于環(huán)境變化不大的場(chǎng)合如人造衛(wèi)星實(shí)際測(cè)量利用額外太陽(yáng)能板建立太陽(yáng)能板參考模型，求得當(dāng)下最大功率點(diǎn)之電壓或電流值，控制太陽(yáng)能板工作在此電壓或電流下最優(yōu)異的性能；成本高，需要額外太陽(yáng)能板及一些偵測(cè)電路成本限制，只用在大功率的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)直線近似太陽(yáng)能板 PI 特性可見最大功率點(diǎn)的分布近視在同一直線上，只要將工作點(diǎn)控制在此直線上即可實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤容易實(shí)現(xiàn)，架構(gòu)簡(jiǎn)單；未考慮溫度，組件的老化會(huì)失去準(zhǔn)確度溫度變化小時(shí)可快速的實(shí)現(xiàn)最大功率跟隨的效果增量電導(dǎo)基本思想與功率反饋法相同，利用電流電壓比值、瞬間電導(dǎo)值這兩個(gè)參數(shù)來(lái)判斷輸出電壓的增加或減少，來(lái)達(dá)到跟蹤目的跟蹤性能優(yōu)良，振蕩損耗??；運(yùn)算復(fù)雜，感測(cè)器精密要求很高氣候變化大的情況下，一種值得考慮的跟隨方式功率反饋與固定電壓法類似，加入了輸出功率對(duì)電壓變化率的邏輯判斷。將以上方法的優(yōu)缺點(diǎn)匯成表格（）。三點(diǎn)比較后，將兩次得到的Value做和，如果Value=2，則表明工作點(diǎn)B在左半坡，電壓就向C擾動(dòng)；反之Value=2，則表明工作點(diǎn)B在右半坡，電壓向A擾動(dòng)；而Value=0則表示工作點(diǎn)B已經(jīng)在坡頂，不再擾動(dòng)電壓。其跟蹤原理為假定已經(jīng)工作在最大功率點(diǎn)附近，在最大功率點(diǎn)附近取三個(gè)不同工作點(diǎn)，取點(diǎn)法則為：以工作點(diǎn)為B立足點(diǎn)，增加一個(gè)擾動(dòng)電壓V則到C點(diǎn)，減去則到A點(diǎn)。(5)擾動(dòng)觀察法擾動(dòng)觀察法是借以周期性的改變負(fù)載大小來(lái)改變太陽(yáng)能電池的輸出電壓及功率，也就是改變太陽(yáng)能電池的工作點(diǎn)，并且觀察比較變動(dòng)前后兩次的輸出功率和輸出電壓的大小，來(lái)決定下個(gè)周期負(fù)載的變動(dòng)是增載還是減載。通過對(duì)和的大小比較來(lái)判斷工作點(diǎn)的位置，并由此控制工作點(diǎn)的變化方向。 時(shí)，不同日照強(qiáng)度下太陽(yáng)能電池輸出功率與輸出電流的關(guān)系曲線(4)增量電導(dǎo)法增量電導(dǎo)法又稱導(dǎo)納微分法，出發(fā)點(diǎn)在于：由高等數(shù)學(xué)知識(shí)可知，在dP/dV=0時(shí)可得到太陽(yáng)能電池的最大功率。根據(jù)太陽(yáng)能電池等價(jià)模型可以得到最大功率點(diǎn)處的功率與電流近似的比例關(guān)系。此方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于不存在擾動(dòng)誤差，但是需要額外的太陽(yáng)能電池和采樣電路，對(duì)于小功率系統(tǒng)，不能符合成本控制，所以比較適合用在大功率的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中(3)直線近似法直線近似法是一種比較新的跟蹤法，基本原理利用dP/dI=0這一邏輯判斷式。雖然這是最容易實(shí)現(xiàn)的方法，但是不能根據(jù)環(huán)境的變化來(lái)自動(dòng)跟蹤最大功率點(diǎn)，因此能量利用率較低，倒是在外太空環(huán)境下，環(huán)境變化小，不失為一種好方法，目前依然廣泛應(yīng)用在人造衛(wèi)星上。 MPPT跟蹤方法目前比較常見的MPPT方法有：固定電壓法、實(shí)際測(cè)量法、直線近似法、增量電導(dǎo)法、擾動(dòng)觀察法、三點(diǎn)比較法。d為每次改變正弦基準(zhǔn)表格的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，則跟蹤速度為：(設(shè)每個(gè)周期調(diào)整相位幅度為d/n(n是單片機(jī)內(nèi)部正弦基準(zhǔn)表格的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)) (41) 開始測(cè)量電網(wǎng)的周期T,設(shè)置正弦發(fā)生表格數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為n）YNTnew=Tnew=TnewSPWM的下一周期Tnext為:Tnext=Tnew/n相位跟蹤：1. CS=0，CS不變2. 0CSn/2,CS=CSd3. n/2CS(n1),CS=CS+d中斷返回 PLL程序流程圖 MPPT控制實(shí)現(xiàn)由于本次設(shè)計(jì)是針對(duì)光伏發(fā)電的。 鎖相環(huán)的實(shí)現(xiàn)：其基本流程為：(1)采樣電網(wǎng)周期值T，對(duì)應(yīng)頻率為f；(2)對(duì)頻率的調(diào)整，當(dāng)電網(wǎng)電壓當(dāng)前周期較前次的差值小于δ時(shí)，則認(rèn)為周期無(wú)變化，依然以前一次的周期為準(zhǔn)，不調(diào)整，而如果此差值大于δ則調(diào)整，也就是當(dāng)當(dāng)前次的周期為準(zhǔn)；(3)將當(dāng)前的周期值賦給前次的周期值；(4)正弦表有n個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)成，定義Tnext為下一個(gè)SPWM周期值；(5)對(duì)相位調(diào)整，設(shè)定CS為正弦表的指針，可以表示并網(wǎng)電壓的相位，當(dāng)捕獲到電網(wǎng)電壓上升沿時(shí)刻CS值大于0且小于等于n/2，則說明并網(wǎng)電流超前電網(wǎng)電壓，那么只需要把CS值減小一定值，就相當(dāng)于把基準(zhǔn)相位往后移，反之當(dāng)CS大于n/2且小于n時(shí)，說明并網(wǎng)電流滯后于電網(wǎng)電壓，那么只需要把CS的值增大到某個(gè)值?；镜目刂扑枷霝椋合雀欘l率，如果頻率在允許誤差（）內(nèi)，則進(jìn)行相位調(diào)整。考慮到實(shí)際并網(wǎng)發(fā)電的實(shí)際應(yīng)用要求，公共電網(wǎng)的實(shí)際頻率波動(dòng)范圍比較?。ㄒ话阏Ｇ闆r下為）。 最優(yōu)時(shí)間法可能引起的畸變電流波形（2）逐次逼近法此算法的基本控制思想是：首先頻率跟蹤，比較電網(wǎng)電壓頻率和并網(wǎng)電流頻率大小，如果電網(wǎng)頻率大，則逐漸提高開關(guān)頻率來(lái)跟蹤電網(wǎng)頻率，反之則降低開關(guān)頻率，如此反復(fù)調(diào)整，使得頻率差在一個(gè)極小的范圍內(nèi)擺動(dòng)；然后相位跟蹤，比較電網(wǎng)電壓過零點(diǎn)和正弦表的偏移量，通過多次的對(duì)正弦表偏移量進(jìn)行調(diào)整達(dá)到相位跟蹤。在電網(wǎng)電壓正常時(shí)