1、w 本科毕业论文本科毕业论文 光伏发电并网逆变控器制系统的设计光伏发电并网逆变控器制系统的设计 THE RESERCH ON PHOTO VOLTAIC GRII-CONNECTED INVERTER 题 目 光伏发电并网逆变控制器系统的设计 学生姓名 学 号 系 别 专 业 电气工程及其自动化 届 别 2012 指导教师 职 称 2 摘要. 3 第一章 绪论. 4 1.1 光伏发电并网逆变器的研究背景及现状 . 4 1.2 光伏发电并网逆变器研究的目的 5 第二章 光伏发电并网逆变控制系统的理论分析.7 2.1 太阳能发电并网系统总拓扑图 . 7 2.2 逆变器的电路原理 . 8 2.2.1
2、 逆变器的电路原理 . 8 2.2.2 逆变器的逆变传统技术 8 2.2.3 逆变器的 SPWM 控制技术10 2.3 并网逆变 .11 2.3.1 电路结构 11 2.3.2 系统的总体方案 .11 2.3.3 前级 boost 电路的工作原理 11 2.3.4 主电路参数的选取 13 2.2.5 光伏系统最大功率跟踪的方法 . 15 2.3.6 逆变器驱动电路 . 17 第三章 硬件电路 . 19 第四章 系统软件设计 21 4.1 基于 AT89C51 的系统软件设计. 21 4.2 系统的主程序流程图 24 4.3 逆变控制程序设计 . 24 4.4 中断和键盘子程序设计 27 参考文
3、献 31 3 摘要 世界环境的日益恶化和传统能源的日渐枯竭，促使了对新能源的开发和发 展。具有可持续发展的太阳能资源受到了各国的重视，各国相继出台的新能源法 对太阳能发展起到推波助澜的作用。其中，光伏并网发电具有深远的理论价值和 现实意义，仅在过去五年，光伏并网电站安装总量已达到数千兆瓦。而连接光伏 阵列和电网的光伏并网逆变器便是整个光伏并网发电系统的关键。 本文根据逆变器结构以及光伏发电阵列特点， 提出了基于DC-DC和DC-AC两级 并网逆变器的结构。基于DC-DC和DC-AC电路的相对独立性，分别对DC-DC和DC-AC 进行了分析，重点分析了DC-AC的工作原理。并网逆变控制器设计是本
4、文的重点， 包括逆变器驱动电路的设计、 逆变器驱动电路的软件编程以及并网过程中直流侧 欠电压、直流侧过电压、交流侧电流等硬件电路的设计。另外对主电路中各元件 参数的选取、系统最大功率跟踪方法做了详细的分析。为类似结构的光伏并网逆 变器提供了设计参考。 关键词 太阳能；光伏并网；逆变器；最大功率点跟踪 4 第一章第一章 绪论绪论 光伏发电并网逆变器的研究背景及现状 太阳能的转换利用方式有光-热转换、光-电转换和光-化学转换三种形式。光 伏发电是将太阳的光能转换为电能的一种发电形式。 利用光生伏打效应制成的太 阳能电池，可将太阳的光能直接转、转换成为电能。 表 1-2 为光伏发电历史现状。 国外并
5、网型逆变器已经是一种比较成熟的市场产品， 例如在欧洲光伏专用逆 变器市场中就有 SMA、Fronius、Sputnik、Sun Power 和西门子等众多的公司具 有市场化的产品，其中 SMA 在欧洲市场中占有的 50%的份额。除欧洲外，美国、 年 份 事 件 1839 法国物理学家 A.E.贝克勒尔发现 “光生伏打效应”（photovoltaic effect） 1880 Charles Frits 开发出以硒为基础的光伏电池 1954 贝尔实验室做出了光电转换效率为 5%的单晶硅光伏电池 1961 硅光伏电池技术研究重点为提高抗辐射能力和降低城北方面 1972 研制出用于空间的单晶硅光伏电
6、池 1976 诺贝尔奖获得者莫特教授提出了非光品硅光伏电池 1980 世界光伏技术产业迅速发展起来 1883 美国建成 1MW 光伏电站 1986 美国建成 6.5MW 光伏电站 1990 德国提出“2000 光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶安装 3-5KW 光伏电池； 日本提出“新阳光计划”，到 2010 年将生产 43 亿兆瓦光伏电池 1995 高效聚光砷化镓电池效率达到 32% 1997 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”，并计划在 2020 年完成； 多晶硅光伏电池总产量第一次超过单晶硅光伏电池 1999 日本太阳能电池总产量第一次超过美国居世界首位， 其中 85%用于太阳能 光伏构建集成 2000 世界光伏电池总产量达到 287MW； 欧洲计划到 2
