三相光伏并网逆变器的控制算法研究及软件实现

煤、石油等常规能源的不断开采和利用,引起了人们对资源剩余储量和生态环境问题的担忧。近些年来,光伏并网发电系统的研究越来越多地受到国家和社会的重视。光伏并网逆变器是一种将太阳能电池板产生的直流电流转化为交流电流,并将电流传送到电网的设备,是光伏并网发电系统中的核心器件。针对大功率光伏并网发电系统的需求,本文研究了三相光伏并网逆变器的控制算法,并通过10kW的实验样机,验证了该控制算法的可行性。 根据三相光伏并网逆变器的工作原理,分别设计了系统的主电路拓扑结构、LCD显示模块、RS485通信模块。通过比较电压型三相PWM、电流型三相PWM电路的优缺点,确定了电压型三相PWM电路作为该系统的主电路拓扑结构。分析了光伏三相并网逆变器的并网原理,以及在并网控制过程中的并网控制算法。通过Matlab/Simulink仿真工具,对该系统进行了仿真,仿真结果表明了该控制算法的正确性。最后通过使用TI公司的DSPF2812芯片,在CCS平台下,对以上控制算法及各个模块进行了软件编程。 本文主要的工作内容如下: (1)通过对三相光伏并网逆变器并网控制策略的分析,选择了适合本系统的MPPT算法、孤岛检测算法。 (2)阐述了SVPWM算法的数学理论依据,并结合本系统的主电路拓扑,详细推导了SVPWM算法中的坐标变换、扇区划分、开关时间的计算等具体算法。结合该具体算法,利用Matlab/Simulink仿真工具对三相光伏并网逆变器系统进行了仿真,验证了理论推导与仿真结果的一致性。 (3)根据光伏逆变器整机功能的要求,设计了该系统的软件整体构架,通过配置使用DSP/BIOS,对三相光伏并网逆变器的控制部分、通信部分和显示及设置部分进行了软件开发,具体包括采样ADC模块校准、SVPWM控制算法、LCD显示及设置、RS485通信等。