【正文】 心電路。這也是在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要解決的最關(guān)鍵的問題。 本文的主要任務(wù)本文利用AVR單片機(jī)作為主控制器搭建逆變并網(wǎng)控制電路。概括來(lái)說(shuō)控制技術(shù)的關(guān)鍵是：（1）MPPT控制：保證輸出功率始終是最大（2）光伏逆變并網(wǎng)控制：保證輸出的交流電流為高質(zhì)量的正弦波，同時(shí)保證與公共電網(wǎng)同壓、同頻、同相位。由于光伏發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電方式不一樣，它的功率是隨著著光照而改變的，在短時(shí)間內(nèi)的變化也是不定的，同時(shí)存在功率的突變的問題（即需要孤島效應(yīng)偵測(cè)的原因）。難點(diǎn)主要集中在MPPT控制、孤島效應(yīng)偵測(cè)和并網(wǎng)逆變效率上。 光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)關(guān)于光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的講究，在國(guó)內(nèi)外做了大量的研究。無(wú)隔離式的變換器提高了效率、降低了成本，但這使得太陽(yáng)能電池將直接與電網(wǎng)相連，這會(huì)在太陽(yáng)能電池與地之間產(chǎn)生波動(dòng)電壓，不但使得在太陽(yáng)能電池周圍產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)，而且在太陽(yáng)能電池表面形成一個(gè)電容，波動(dòng)電流給此電容充電，如果有人碰到太陽(yáng)能電池時(shí)，就有觸電的隱患。由于最高效率的提升已經(jīng)沒有多大的空間，所以現(xiàn)在更加關(guān)注的是如何提高在低功率時(shí)變換器的效率。群控器同時(shí)還可提供友好的人機(jī)界面，用戶可以直接通過(guò)LCD液晶屏和按鍵實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)察看、發(fā)電量查詢、故障查詢、參數(shù)設(shè)定功能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某臺(tái)并網(wǎng)逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，群控器使其和交直流母線斷開，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的冗余運(yùn)行。逆變器的投入和退出完全由群控器依據(jù)光伏方陣的總功率進(jìn)行分配，就像是“主人”支配著“仆人”。當(dāng)早晨陽(yáng)光由弱變強(qiáng)時(shí)，群控器隨機(jī)先選中一臺(tái)逆變器投入運(yùn)行，當(dāng)?shù)谝慌_(tái)逆變器接近滿載時(shí)再投入一臺(tái)逆變器，同時(shí)群控器通過(guò)指令將逆變器負(fù)載均分。這種拓?fù)?，因?yàn)橹挥靡粋€(gè)逆變器，所以在一定程度上降低了變換器的成本，更大的優(yōu)點(diǎn)在于各個(gè)太陽(yáng)能方陣可以有各自的最大功率跟蹤，提高了系統(tǒng)效率，也可以使得由安置在不同傾斜面的或由多種型號(hào)的子光伏方陣組成一個(gè)較大的光伏系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電成為可能。常用的電路結(jié)構(gòu)按有無(wú)變壓器分為變壓器隔離型與無(wú)變壓器隔離型兩類；按功率變換器的級(jí)數(shù)又可分為單級(jí)式與多級(jí)式兩類，： 電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(a)(b)所示的多方陣協(xié)作式拓?fù)?，下面?duì)其做一個(gè)簡(jiǎn)略的介紹。則方程可簡(jiǎn)化為： (12)這樣我們就得到了光伏電池的基本模型。理想光伏電池的很大，可近似為無(wú)窮大。 光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù) 光伏電池的模型光伏電池相當(dāng)于具有與受光面平行的極薄PN結(jié)的大面積等效二極管 因此可以假設(shè)光伏電池為一個(gè)二極管與太陽(yáng)光電流發(fā)生源所并聯(lián)的等效電路 但由于材料本身具有一定的電阻率 基區(qū)和頂層都不可避免地要引入附加電阻，流經(jīng)負(fù)載的電流經(jīng)過(guò)它們時(shí) 必然引起損耗 在等效電路中 可將它們的總效果用一個(gè)串聯(lián)電阻 和并聯(lián)電阻 以及PN 結(jié)電容 來(lái)表示 所示在恒定光照下 對(duì)于一個(gè)處于工作狀態(tài)的太陽(yáng)能電池 其光電流不隨工作狀態(tài)而變化，在等效電路中可將其看作是恒流源。就我國(guó)的現(xiàn)狀而言，光伏發(fā)電應(yīng)用還出于初始階段，離大規(guī)模應(yīng)用還有相當(dāng)長(zhǎng)的路路要走。而我國(guó)2009年的太陽(yáng)能電池的安裝量只有160MWp，僅占全國(guó)當(dāng)年產(chǎn)量的4%，%。其中。就2009年，比上年增長(zhǎng)20%。美國(guó)在2006年作出的預(yù)測(cè)是大約在2015年將實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，而德國(guó)則在2007年預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)的時(shí)間點(diǎn)在2017年到2018年之間。當(dāng)然，這個(gè)數(shù)據(jù)不包括企業(yè)的貸款利息以及稅收等費(fèi)用。光伏發(fā)電的成本在逐年下降。相對(duì)于其他可再生能源能源，太陽(yáng)能在發(fā)電利用方面除了具一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：(1) 機(jī)動(dòng)靈活：發(fā)電系統(tǒng)可以按能量需要決定模塊大小，擴(kuò)容方便；(2) 通用性：發(fā)出的電能并入市電，通過(guò)市電網(wǎng)絡(luò)傳輸，利用；(3) 可存儲(chǔ)性：太陽(yáng)能系統(tǒng)可以加入蓄電池儲(chǔ)存電能；(4) 分布式電源：不但大幅節(jié)省遠(yuǎn)程輸變電設(shè)備的費(fèi)用以及線路損耗，而且可以提高整個(gè)電力系統(tǒng)的安全可靠性，尤其在抵御自然災(zāi)害和戰(zhàn)備時(shí)；(5) 光伏建筑集成：節(jié)約土地占用以及投入成本，這是太陽(yáng)能發(fā)電最獨(dú)特的地方，也是目前研究的熱點(diǎn)方向。為此，我國(guó)在哥本哈根世界氣候大會(huì)提出了到2010 年實(shí)現(xiàn)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比2005年降低20%左右、到2010年努力實(shí)現(xiàn)森林覆蓋率達(dá)到20%、2020年可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例爭(zhēng)取達(dá)到16%等一系列目標(biāo)。1 緒 論 課題的背景及意義隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人類對(duì)能源的需求越來(lái)越大，面臨著嚴(yán)峻的的能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)。同時(shí)，對(duì)獨(dú)立光伏發(fā)電也是適用的。因此，研究低壓直流并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)仍然非常必要。隨著國(guó)家加大對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的扶持力度，光伏產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展，使光伏發(fā)電的成本進(jìn)一步的降低，達(dá)到了可規(guī)模應(yīng)用的范圍（如上海崇明前衛(wèi)村太陽(yáng)能光伏電站）。相對(duì)于其他能源而言太陽(yáng)能是取之不盡用之不竭的清潔能源，是代替化石能源的理想選擇。 PLL。 inverter circuit。 It39。and the inverter SPWM control is based on equalarea algorithm。s current installed capacity of % in 2009. As of the end of 2009, China39。關(guān)鍵字： SPWM控制；逆變電路；MPPT控制；鎖相環(huán)；光伏發(fā)電AbstractWith the increasing depletion of fossil resources and the environment continued to deteriorate, it sights on renewable green energy. Compared with tidal energy, biomass, geothermal and other renewable energy photovoltaic Green has unique advantages. It can be used as an independent power supply and power generation can have high flexibility.Background checks from the PV industry ,it can see that, China is the world39。通過(guò)對(duì)相位跟蹤方法的研究，最終采用軟件鎖相環(huán)技術(shù)來(lái)進(jìn)行并網(wǎng)相位跟蹤控制；采用等面積算法實(shí)現(xiàn)SPWM控制；分析了多種最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）方法，著重分析了擾動(dòng)觀察法的算法；同時(shí),并應(yīng)用數(shù)字采樣實(shí)現(xiàn)逆變器欠壓、過(guò)流保護(hù)。討論研究了功率變換電路的拓?fù)湫问剑⑶腋鶕?jù)實(shí)際情況，本文選擇了帶變壓器的采用單級(jí)隔離式結(jié)構(gòu)。說(shuō)明我國(guó)光伏發(fā)電還處于初始階段，光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研究開發(fā)極具意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。而我國(guó)2009年的太陽(yáng)能電池的安裝量只有160MWp，僅占全國(guó)當(dāng)年產(chǎn)量的4%，%。其可以作為獨(dú)立電源供電，也可以并網(wǎng)發(fā)電，具有很高的靈活性。編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書題 目： 并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 李 永 貴 學(xué) 號(hào)： 0600120316 指導(dǎo)教師： 郭 福 力 職 稱： 工 程 師 √題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)2010年5月25日摘 要隨著石化資源是日益枯竭和環(huán)境的持續(xù)惡化，人們把目光投向了可再生綠色能源。相對(duì)于風(fēng)能、潮汐能、生物能、地?zé)崮艿瓤稍偕G色能源光伏發(fā)電具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。從光伏產(chǎn)業(yè)背景調(diào)查可知，我國(guó)是世界最大的光伏電池生產(chǎn)國(guó)已占全球總產(chǎn)量的三分之一。截止到2009年底，我國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量也只有300MW。本文同時(shí)也介紹了光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)和研究熱點(diǎn)。對(duì)于控制技術(shù)的研究是本文的重點(diǎn)。最后，根據(jù)以上的研究工作，設(shè)計(jì)制作了基于AVR 單片機(jī)控制的光伏發(fā)并網(wǎng)電樣機(jī)以驗(yàn)證上述理論的正確性，為進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ)。s largest producer of photovoltaic cells accounted for one third of global production, while China to install solar cells is only 160MWp, only 4% of the national output of the year, only the world39。s total installed capacity of photovoltaic power generation is only 300MW. Shows that China is still in the initial stages of photovoltaic power generation, photovoltaic power generation technology research and development of great significance and economic value. This peper is reviewed the development history of grid conneted photovoltaic power generation,the key technologies and the researchful focuses of grid connected photovoltaic the topologiesof gridconnected inverter are studied,and the topology of singlestage withtransformer is chosen,based on the factual circs.The key point of this paper is the research on the control on the study of the phase tracking method,the SoftPLL technology is carry on thegridconnect control。several methods of MPPT(Maximum Power Point Tracking) is analyzed,the desirably observe method is researched and adopted to solve MPPT。s very important part that the techniques of maximum power point tracking andislanding protecting,but also the technique for inverter to connected with grid are discussed at undervoltage and overcurrent protectiont of inerter is based on the application of digital sampling.Finally,a sample gridconnected photovoltaic generator is designed,which is controlled by experimental result proves the feasibility andreliability of the system,and lay the foundation for further study.Keywords: SPWM control。 MPPT control。 PV目 錄引 言 11 緒 論 2 課題的背景及意義 2 光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù) 3 光伏電池的模型 3 光伏發(fā)電并網(wǎng)功率變換技術(shù) 3 光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù) 5 本文的主要任務(wù) 62 方案設(shè)計(jì) 7 本次設(shè)計(jì)的具體要求 7 方案的提出 7 方案控制策略 93 硬件設(shè)計(jì) 10 主控芯片介紹 10 逆變主電路的設(shè)計(jì) 14 電壓型逆變電路 14 電流型逆變電路 15 主逆變電路設(shè)計(jì)分析 17 SPWM發(fā)生電路 18 SPWM調(diào)制方式 18 關(guān)于SPWM的開關(guān)頻率 20 SPWM發(fā)生電路 20 SPWM驅(qū)動(dòng)電路 20 過(guò)零檢測(cè)電路 22 AD采樣電路 234 軟件設(shè)計(jì) 25 主程序 25 鎖相環(huán)控制算法的實(shí)現(xiàn) 26 鎖相環(huán)控制原理 26 鎖相環(huán)的實(shí)現(xiàn) 28 MPPT控制實(shí)現(xiàn) 29 MPPT跟蹤方法 29 擾動(dòng)觀察算法法的實(shí)現(xiàn) 33 SPWM的算法實(shí)現(xiàn) 34 SPWM算法 34 SPWM等面積法算法的實(shí)現(xiàn) 36 AD采樣及過(guò)流、過(guò)壓保護(hù) 375 系統(tǒng)制作及調(diào)試 39 硬件調(diào)試 39 軟件調(diào)試 396 結(jié)論 41謝 辭 42參考文獻(xiàn)： 43附 錄 44附錄A 44附錄B 45附錄C 46 第 51 頁(yè) 共 50 頁(yè)引 言低壓直流并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)是針對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電而進(jìn)行研究的的技術(shù)。以前由于技術(shù)和成本的原因，光伏并網(wǎng)發(fā)電并沒有的大規(guī)模的應(yīng)用。但是，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)光伏電站的并網(wǎng)逆變器絕大多數(shù)從德國(guó)采購(gòu)，而其產(chǎn)品價(jià)格高于德國(guó)企業(yè)在本國(guó)