光伏发电系统逆变技术应用研究毕业论文.doc

光伏发电系统逆变技术应用研究毕业论文


摘  要
　　  由于全球能源的逐渐紧张和环境污染的日益严重，清洁的可再生的太阳能越来越受到人们是重视。
　　太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
　　光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。
　　我们主要研究光伏发电系统中的逆变电路而其中的电压型单相全桥逆变电路是我们所要详细研究的对象，.而其中本论文会涉及最大功率跟踪及PWM控制技术
　　全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管调节输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。
　　几种逆变器的主电路均需要有控制电路来实现一般有方波和正弱波两种控制方式，方波输出的逆变电源电路简单，成本低，但效率低，谐波成份大。正弦波输出是逆变器的发展趋势，随着微电子技术的发展，有ＰＷＭ功能的微处理器也已问世，因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。
　　
　　
关键词：太阳能；光伏系统；逆变器技术；正弦波输出

Solar Photovoltaic System Inverter Applications
LEE Zhi-shun
Abstract
　　Due to tight global energy and environmental pollution gradually growing, clean, renewable solar energy more and more people are seriously.
　　Solar energy is the first time, but also renewable energy. It is rich in resources, can use free of charge, and without transportation, without any pollution to the environment. For mankind to create a new life, so that social and human energy into a era of reducing pollution.
　　Is a component of photovoltaic panels in the sun exposure will generate direct current power generation devices, from virtually all semiconductor materials (eg silicon) are made of thin photovoltaic cells composed of solid. Because there is no part of activity, and would thus be a long time operation would not lead to any loss. Simple photovoltaic cells for watches and computers to provide energy, and more complex PV systems to provide lighting for the housing and power supply.
　　we almost go deeply into the source inverter in PV systems，and the Voltage Single-Phase Full-Bridge Controlled Rectifier is the most important simple for us to research, as thus it will relate to MPPT and PWM controller technology,
　　The bridge has push-pull inverter circuit to overcome the shortcoming, power transistor circuits of the output pulse width adjustment; the output voltage of the RMS is changed. Because of this circuit has free-wheeling loop, even to the perceptual load, the output voltage waveform nor distortion. This circuit faults is under the arm, bridge, no power transistor must therefore be adopted by isolating circuit or special driving power.
　　These kinds of inverter circuit are needed to control circuit, general square wave and are weak wave two control mode, the output pulse inverter circuit is simple, low cost, low efficiency, harmonic components. Sine wave output is the development trend of the inverter, along with the development of microelectronics technology, PWM function of micro processor is also available, so the sinusoidal output inverter technology has matured.

Key word：Solar energy; PV systems; the technology of inverter; Sine wave output

目  录
１．绪论.................................................．．...．．．．.....1
　　1.1光伏电池的历史及其工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１
　　1.2光伏发电系统的国外与国内发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２
　　1.3光伏发电系统形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３
　　1.4光伏发电系统中逆变器的架构及类型（单相）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４
　　1.5所涉及的逆变器控制技术简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６
２．光伏系统的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６
　　2.1光伏系统的中逆变器及控制电路的器件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６
　　2.2光伏发电系统的模拟电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７
３．光伏并网系统的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７
　　3.1电压型单相全桥逆变电路分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７
　　3.2滤波器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９
　　3.3工频隔离变压器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９
　　3.4控制电路-----PWM逆变电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０
４．PWM型逆变电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０
　　4.1PWM控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０
　　4.2PWM控制方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１
　　4.3PWM调制方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３
　　4.4本设计的主要电路及其分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３
　　　　　4.4.1交流采样电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３
　　　　　4.4.2采样信号输入与控制信号的输出．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１４
　　　　　4.4.3TLC5615的信号控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１５
　　　　　4.4.4PWM波形信号处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６
　　　　4.4.5逆变电路的IGBT控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７
　　　　4.4.6反馈信号的处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７
５．软件部分及结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９
　　5.1MCS-51单片机内部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９
　　5.2主程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１
　　5.3SPWM波生成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１
　　5.4电路中频率与相位的控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２２
总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２２
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２４
致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２５
附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２６