基于DSP的光伏发电系统并网技术的仿真研究

传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展,太阳直接辐射到地球的能量丰富,分布广泛,可以再生,不污染环境,是国际社会公认的理想替代能源。光伏发电结合其自身的优点和特点,日益得到各国的重视。光伏并网发电是光伏发电的一个重要研究方向,光伏并网逆变器是光伏并网发电系统的核心部件。本文主要内容如下: 本文概述了光伏发电技术的背景和意义、存在的问题与前景,光伏并网发电技术的现状和发展,并简单介绍了光伏发电并网系统的结构和分类,对光伏并网发电有一个全面的认识。 论述了光伏电池的工作原理、伏安特性和输出功率等,为实际应用提供了理论基础。 由于光伏阵列是一种非线性的电源,因此最大功率点跟踪控制(MPPT)是光伏并网系统经常遇到的问题,本论文在分析和比较了各种常用MPPT控制方法的基础上,提出采用最优梯度法来跟踪最大功率点,使得分析结果满意,算法简单。 光伏并网系统由光伏阵列、变换器和控制器组成,文中采用两级式逆变拓扑结构,重点设计了直流-直流变换器、直流-交流逆变器、基于DSP的控制电路以及系统保护电路,分析了电路的工作原理,对主控单元的硬件和软件部分做了详细分析,并根据要求确定了合适的参数和电子器件,在MATLAB/SIMULINK工作软件中建立一台直流138V至交流220V的逆变器,对其仿真来验证设计的可靠性和可行性。 本文通过比较分析,得出并网逆变器采用电流控制模式更为合理的理论。并用MATLAB/SIMULINK建立了以数字控制策略为基础的电流跟踪的模型,确定合适的参数,进行仿真,对本文采用的控制策略进行了实验验证。