【正文】 工頻SPWM（正弦脈寬調(diào)制）控制的逆變器，得到并網(wǎng)所需要的波形。二、高頻隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)高頻隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)指光伏并網(wǎng)逆變器經(jīng)過兩次直流電逆變 成交流電能的變換。由于采用了工頻變壓器能起到與電網(wǎng)側(cè)隔離、保護(hù)的作用，所以能夠防止人體誤觸摸逆變器造成的傷害。一、工頻隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)工頻隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成：太陽能硅電池陣列、直流側(cè)的濾波器件、光伏并網(wǎng)逆變器、工頻變壓器、LC濾波電路等。 光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類目前，在實(shí)際的光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用中，按變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類的主電路有三種，分別是帶工頻變壓器隔離的單級式逆變器、帶高頻變壓器隔離的多級式逆變器和無變壓器隔離的兩級式逆變器。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽能電池板陣列、充電蓄電池、逆變器和控制器等部分組成。仿真部分主要針對升壓斬波電路和逆變器部分參數(shù)設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)和分析。其中硬件電路包括：直流斬波電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、逆變器電路、DSP控制電路、采樣硬件電路和輔助電源。 本課題研究的主要內(nèi)容本論文主要設(shè)計(jì)了一種基于DSP控制的單相光伏并網(wǎng)逆變器的硬件電路，并用Protel DXP軟件完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路，生成了PCB板。SMA、KACO、Fronius、Ingeteam、Siemens、Studer、Xantrex、Danfoss、Conergy、Satcon、Powerone、Outback power等基本占領(lǐng)全球光伏逆變器市場份額。但目前全球光伏并網(wǎng)逆變器市場被國際幾大巨頭瓜分，歐洲作為全球光伏并網(wǎng)逆變器市場發(fā)展的先驅(qū)，具備了完善的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。目前我國在小功率逆變器技術(shù)上與國外處于同一水平，在大功率并網(wǎng)逆變器上，還有一定的差距，大功率并網(wǎng)逆變器仍需進(jìn)一步發(fā)展和研究。國內(nèi)重點(diǎn)光伏發(fā)電項(xiàng)目大功率產(chǎn)品幾乎全部選用國內(nèi)產(chǎn)品。國內(nèi)市場規(guī)模雖然比較小，核心技術(shù)還處在不算成熟的階段，但未來光伏發(fā)電市場的巨大發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展空間將給國內(nèi)光伏企業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。目前我國光伏并網(wǎng)逆變器市場發(fā)展規(guī)模還比較小，國內(nèi)生產(chǎn)逆變器的商家雖然很多，但專門用于生產(chǎn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器制造廠商卻并不多，而且有不少國內(nèi)制造廠商已經(jīng)在逆變器方面研究開發(fā)多年，已經(jīng)發(fā)展到擁有一定的規(guī)模和市場競爭力，但在逆變器技術(shù)質(zhì)量、驗(yàn)證技術(shù)上、規(guī)模上與國外企業(yè)仍有很大差距。 國內(nèi)研究的現(xiàn)狀由于我國在光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)的研究起步相對較晚，光伏發(fā)電只在一些尖端領(lǐng)域應(yīng)用比較多，核心技術(shù)方面和國外還有一定的差距。它省掉了體積龐大、價(jià)格高昂、不易維護(hù)的蓄電池，具有造價(jià)低，輸出電能穩(wěn)定的特點(diǎn)，因而具有更為廣闊的市場前景。這些地方又有十分廣闊的面積，有利于大規(guī)模安置太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電設(shè)備，也有利于部分地區(qū)環(huán)境的改善。我國擁有豐富的太陽能資源，所以發(fā)展太陽能占有一定的先天優(yōu)勢。從2004年歐盟聯(lián)合研究中心預(yù)測的世界能源結(jié)構(gòu)大致變化發(fā)展趨勢[2]中可以看出，在接下來的近一百年里，石油、煤炭、天然氣等不可再生能源在一次能源消費(fèi)中所占的比例將呈下降趨勢，而太陽能光伏發(fā)電則會大比例的增加。當(dāng)今太陽能電池硅板成本有所降低，電力電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等也有了飛速發(fā)展。例如，一些分散的農(nóng)牧戶、基站的通信設(shè)備供電、氣象、國防等。由于太陽能資源分布相對廣泛、蘊(yùn)藏豐富，光伏發(fā)電以清潔可再生的太陽能為能源，直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，是一種不需要燃料、沒有污染獲取電能的高新技術(shù)，因此光伏發(fā)電被認(rèn)為將是21世紀(jì)、最具活力的新能源[1]。能源短缺和環(huán)境惡化加快了人類去尋找替代能源的進(jìn)程，各國都在大力發(fā)展新能源。隨著一次能源煤、石油、天然氣等不可再生能源的過度開發(fā)，以及地球環(huán)境的日益惡化——全球變暖、酸雨、厄爾尼諾現(xiàn)象等，一系列環(huán)境問題危及人類的可持續(xù)發(fā)展。 DSP。關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)；逆變器；數(shù)字信號處理器；Matlab仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）PV GridConnected Inverter Hardware Circuit Design Based on DSP AbstractIn recent years, with the continuous consumption of nonrenewable energy, the energy crisis has bee increasingly prominent, countries are stepping up the pace to develop new energy. Solar power, as a new energy production methods, owns many features, such as, clean, nonpolluting, never failure of source and simple maintenance measures, and thus draws more and more attention. In this paper, as for an important research field of solar energy applicationsphotovoltaic systems, especially lowpower photovoltaic power generation system, the hardware circuit of the DSPbased control of single phase photovoltaic gridconnected inverter is designed and implemented. The paper firstly described the development of solar photovoltaic grid in the world, and explained the basic principles of DSP controlled photovoltaic grid system. Then objective of the singlephase PV grid inverter with the core of DC / AC conversion technology inverter hardware circuit is designed and its simulation tests on the Matlab software is proceeded. Finally, the prospect of followup study provides a reference for the further production of circuit boards and their debugging.Key words: gridconnected photovoltaic。然后提出了以逆變器DC/AC變換技術(shù)為核心的單相光伏并網(wǎng)逆變器的硬件電路設(shè)計(jì)方案，并在Matlab軟件上進(jìn)行了仿真測試。本文針對太陽能應(yīng)用的一個(gè)重要研究領(lǐng)域——光伏發(fā)電系統(tǒng)，尤其是小功率光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于DSP控制的單相光伏并網(wǎng)逆變器的硬件電路。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)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)學(xué)生姓名： 學(xué) 號：專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級： 指導(dǎo)教師： 41畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）基于DSP的光伏并網(wǎng)逆變器硬件電路的設(shè)計(jì)摘 要由于近年來不可再生能源的不斷消耗，能源危機(jī)日益凸顯，各國都在加緊開發(fā)新能源。太陽能發(fā)電作為一種全新的電能生產(chǎn)方式，具有清潔無污染、來源永不衰竭且維護(hù)措施簡單等特點(diǎn)，因而受到越來越廣泛的關(guān)注。論文首先介紹了太陽能光伏并網(wǎng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了利用DSP控制光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的基本原理。最后對后續(xù)研究工作進(jìn)行了展望，為進(jìn)一步制作電路板及其調(diào)試提供了參考。 inverter。 Matlab simulation畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）目 錄摘 要 IAbstract II第一章 緒 論 1 課題研究的背景、目的和意義 1 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 1 國內(nèi)研究的現(xiàn)狀 2 國外研究的現(xiàn)狀 2 本課題研究的主要內(nèi)容 3第二章 太陽能光伏并網(wǎng)的研究 4 光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 按變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類 4 按功率變換級數(shù)分類 6 按控制方式分類 7 光伏并網(wǎng)控制策略基本原理 10 光伏并網(wǎng)逆變器的控制方式 10 光伏并網(wǎng)逆變器的控制目標(biāo) 10 輸出電流控制方式 11 最大功率點(diǎn)跟蹤 12 孤島效應(yīng) 14 孤島效應(yīng)的影響和危害 14 孤島效應(yīng)的檢測方法 15第三章 基于DSP的并網(wǎng)逆變器硬件電路的設(shè)計(jì) 16 并網(wǎng)逆變器總體結(jié)構(gòu) 16 基于DSP的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16 DSP概述 17 DSP系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 18 采樣和調(diào)理保護(hù)電路設(shè)計(jì) 24 主電路設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)選擇 28 Boost電路設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇 28 逆變器電路設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇 31第四章 光伏并網(wǎng)逆變器仿真測試 35 Boost升壓電路仿真測試 35 Matlab搭建電路圖 35 仿真波形和分析 35 逆變器電路仿真測試 36 Matlab搭建電路圖 37 仿真波形和分析 37第五章 總結(jié)和展望 39 工作總結(jié) 39 展望 39參考文獻(xiàn) 41附錄 42附錄A DSP控制電路PCB板 42附錄B 3D模式的控制電路PCB板 42附錄C 主電路PCB板 43附錄D 3D模式的主電路PCB板 43附錄E 總體原理電路圖 43附錄F DSP控制電路原理圖 43致謝 44華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（）第一章 緒 論 課題研究的背景、目的和意義當(dāng)今世界，人類對于能源的依賴性越來越強(qiáng)，能源已經(jīng)成為我們生活中必需的部分，它為人類的各項(xiàng)活動提供著動力。環(huán)境、能源和可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為人類迫切要解決的問題。在新能源家族中，有風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、潮汐能等。過去太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中因?yàn)樘柲茈姵氐闹圃斐杀颈容^高，所以太陽能光伏發(fā)電只能應(yīng)用于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電。而且應(yīng)用于村莊的大都是小型的光伏發(fā)電系統(tǒng)，大多未能并入電網(wǎng)，屬于獨(dú)立的離網(wǎng)式發(fā)電。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)有了質(zhì)的飛躍，發(fā)電成本在逐年下降，發(fā)電的效率和市場效益也在進(jìn)一步提高，這為大規(guī)模發(fā)展太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)提供了基礎(chǔ)。所以大力發(fā)展太陽能有利于緩解能源危機(jī)和解決環(huán)境問題，促進(jìn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。從我國所處的地理位置、地形以及緯度來分析，我國中西部地區(qū)太陽能資源比較豐富，西藏、青海、甘肅、內(nèi)蒙古、新疆、寧夏均屬于世界太陽能資源豐富的地區(qū)。 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀與獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有一些自己的優(yōu)點(diǎn)。典型的光伏并網(wǎng)逆變器發(fā)電系統(tǒng)包括：光伏陣列，直流到直流斬波電路（DCDC），Dclink，直流到交流逆變器（DCAC）控制電路，采樣電路，保護(hù)電路，故障處理電路等。就光伏并網(wǎng)型逆變器而言，合肥工業(yè)大學(xué)能源研究所、燕山大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院電工研究所等