光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置畢業(yè)論文

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1、光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置畢業(yè)論文目錄1前言12.選題背景12.1設(shè)計(jì)課題來(lái)源及其意義12.2課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容23.光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置原理23.1最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT)23.2DC-AC逆變?cè)?3.3正弦脈寬調(diào)制SPWM43.4單相全橋逆變中的SPWM控制94.光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置的總體設(shè)計(jì)124.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)124.2系統(tǒng)總體方案實(shí)現(xiàn)手段134.3正弦逆變器控的制電路設(shè)計(jì)144.4逆變電路設(shè)計(jì)144.5MTTP功能設(shè)計(jì)145.方案選擇與論證145.1DC-AC逆變方案選擇論證145.

2、2控制器方案選擇論證145.3濾波器方案選擇論證15575.4頻率、相位跟蹤方案選擇論證155.5正弦脈寬調(diào)制SPWM及驅(qū)動(dòng)電路方案選擇166.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案166.1DC-AC主回路176.2精密整流電路186.3保護(hù)電路186.4程序原理圖和誤差產(chǎn)生和改進(jìn)197.MSP430F169的單片機(jī)簡(jiǎn)介197.1主要部件及其功能207.2引腳說(shuō)明228.理論分析與計(jì)算258.1MPPT的控制方法與參數(shù)計(jì)算258.2同頻、同相的控制方法與參數(shù)計(jì)算268.3提高效率的方法268.4濾波參數(shù)的計(jì)算279.測(cè)

3、試方案與測(cè)試結(jié)果279.1測(cè)試儀器279.2測(cè)試步驟279.3測(cè)試結(jié)果289.4MPPT功能測(cè)試299.5頻率跟蹤測(cè)試299.6相位跟蹤測(cè)試309.7輸出電壓THD測(cè)試36579.8效率測(cè)試369.9過(guò)流、欠壓保護(hù)測(cè)試369.10測(cè)試結(jié)果分析36參考文獻(xiàn)36致謝38附錄1主電路原理圖40附錄2仿真程序4057光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置1前言隨著人類社會(huì)的發(fā)展，能源的消耗量正在不斷的增加，世界上的化石能源總有一天會(huì)消耗殆盡。同時(shí)，由于大量化石能源的燃燒，使得全球生態(tài)環(huán)境日益惡化，對(duì)人類的生存和發(fā)展造成了

4、巨大威脅。在這樣的背景下，太陽(yáng)能作為可持續(xù)再生能源，引起了人們的重視。而在我國(guó)，光伏系統(tǒng)的應(yīng)用才剛剛起步，市場(chǎng)狀況尚不明朗。針對(duì)這樣的情況，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，發(fā)展前景廣闊的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是當(dāng)今解決自然環(huán)境的必經(jīng)途徑。分析了目前光伏市場(chǎng)的瓶頸并預(yù)測(cè)了未來(lái)光伏發(fā)電的前景。相信作為當(dāng)今發(fā)展速度最快的高新技術(shù)之一，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，特別是光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù),它將為今后的電力工業(yè)以及能源結(jié)構(gòu)帶來(lái)革命性變化。2.選題背景2.1設(shè)計(jì)課題來(lái)源及其意義設(shè)計(jì)題目是由指導(dǎo)老師下發(fā)，經(jīng)過(guò)初選到最終確認(rèn)的。本設(shè)計(jì)是光伏并網(wǎng)發(fā)電模

5、擬裝置，光伏并網(wǎng)發(fā)電是一種清潔的能源利用途徑，能對(duì)環(huán)境改善和資源的循環(huán)利用起到很大的促進(jìn)作用。本設(shè)計(jì)無(wú)論是對(duì)自身能力的提高和理論知識(shí)的實(shí)踐運(yùn)用，在此基礎(chǔ)上最終選擇了光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置的設(shè)計(jì)。2.2課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)是光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置，由于條件的局限性和設(shè)計(jì)題目的要求，采用蓄電池模擬光伏電池，作為直流電源，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括光伏陣列MTTP控制，逆變并網(wǎng)DC-AC轉(zhuǎn)換，逆變器的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。具體設(shè)計(jì)是，用直流穩(wěn)壓電源US和電阻RS模擬光伏電池，US=60V，RS=30Ω~36Ω；

6、uREF為模擬電網(wǎng)電壓的正弦參考信號(hào)，頻率fREF為45Hz~55Hz，其峰峰值為2V，；T為工頻隔離變壓器，變比為n3:n2:n1=1:20:10，將uF57為輸出電流的反饋信號(hào)；負(fù)載RL=30Ω~36Ω范圍內(nèi)變化。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要能完成的功能為：（1）頻率跟蹤功能。（2）醉倒功率（MPPT)跟蹤功能。(3)輸入欠壓保護(hù)。（4）輸出過(guò)流保護(hù)。(5)當(dāng)RS=RL=30Ω時(shí)，DC-AC變換器的效率≥60%。（6）當(dāng)RS=RL=30Ω時(shí)，輸出電壓uo的失真度THD≤5%。其結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示：圖2

7、.1光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置框圖3.光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置原理光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置是利用太陽(yáng)能發(fā)電的電力系統(tǒng)，其中光伏電池是利用光能轉(zhuǎn)換層電勢(shì)能的原理制成的發(fā)電裝置，經(jīng)過(guò)匯流再將電流送到逆變裝置中。由于題目要求整個(gè)模擬裝置系統(tǒng)主要模擬光伏電池和并網(wǎng)逆變器兩部分組成。模擬煩人光伏電池經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電為負(fù)載提供所需電力。3.1最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT)不同的光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度光伏電池的輸出電壓不同，因此，輸出也成非線性，光伏電池只有在某個(gè)特定的值時(shí)才能產(chǎn)生最大的輸出功率，此時(shí)產(chǎn)生最大功率為最

8、大功率點(diǎn)（MaximumPowerPoint，MPP）。要提高光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置的整體功率也就是要控制光伏電池的最大功率點(diǎn)，使其工作在最大點(diǎn)附近，這個(gè)過(guò)程就是最大功率點(diǎn)跟蹤（MaximumPowerPointTracking，MPPT）。由于設(shè)計(jì)要求光伏電池由給定直流電源模擬代替，因此改變負(fù)載和RS的大小來(lái)調(diào)節(jié)最大功率點(diǎn)，使輸出保持在最大功率點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載RL從0到無(wú)窮大變化時(shí)，其負(fù)載V-I曲線是一條拋物線如圖3.1，Rs不變，調(diào)節(jié)RL使其輸出工作在最大功率點(diǎn)，設(shè)最大功率點(diǎn)為Pm,RL=Rm57，