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1、： 、 ! - 分类号：学校代码：1 0 0 7 9 密级： 华北电力大学 硕士学位论文 题目：户用型并网光伏控制系统研究 英文题目：R e s e a r c ho nH o u s e h o l d t y p eG r i d c o n n e c t e dP h o t o v o l t a i c C o n t r o lS y s t e m 研究生姓名：陈金凤专业：计算机应用技术 研究方向：计算机测控技术 导师姓名：刘淑平职称：副教授 2 0 0 9 年1 2 月1 8 日 。声 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文 F U ，即d P d U O ， 应增
2、大光伏阵列的输出电压。 ( b ) 如果d F d U ，t 时，将电流的输出相位继续滞后2 兀0 的调整时间；相反，当A O x 时，则 将电流的输出相位提前A O 。 完成软件锁相流程后，根据T I P R 产生S P W M 波形，具体如下：定时器的周期 寄存器T 1 P R 将各个比较点的正弦波离散化后的幅值取出，放在定时器的比较寄存 器C M P R 中；设定定时器的计数模式为连续递增，当定时器的计数值与比较寄存器 的值相等时，发生比较匹配；定时器继续计数直至达到三角载波周期的值，发生周 期匹配，一个三角载波周期结束，产生S P W M 信号波。其中，三角载波周期值为定 时器的周期寄
3、存器T 1 P R 。 根据上述分析可知，将M P P T 算法得到的光伏阵列最大输出功率P M 与电网电 华北电力大学硕士学位论文 压的有效值U N 进行相除得到的电流指令I c 与正弦表指针所对应数据相乘，形成正 弦参考电流I R 作为内环电流控制的输入，经过内环的P I 调节与三角波调制后产生 控制逆变开关元件的P W M 信号，这样就实现了输出电流与电网电压同频、同相。 并网同步的控制实现流程如图5 3 所示。 图5 - 3 并网同步的控制实现流程 4 3 华北电力大学硕士学位论文 第六章结论与展望 本文对户用型并网光伏控制系统进行了详细的研究。论文首先对并网光伏控制 系统做一个简单的
4、阐述，提出系统的控制方案，对系统的几个关键技术如最大功率 点跟踪控制、逆变电路拓扑结构、软件锁相技术等作了详细的分析和探讨，最后基 于控制芯片T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7 研究了系统的功能模块实现。本文的主要结论如下： ( 1 ) 对并网光伏发电系统控制策略进行分析和设计，采用具有最大功率跟踪的双 闭环瞬时电流三角波比较方式，其优点是在跟踪电网电压波形的过程中保证指令电 流信号随着光伏阵列的输出功率变化而不断调整，从而达到最大功率点跟踪和并网 逆变的目标。 ( 2 ) 分析D C D C 电路实现M P P T 功能的原理，在比较常见的几种M P P T 算法的 优缺点的基础
5、上提出开路电压法结合变步长的扰动观察法作为系统M P P T 的算法。 开路电压法的采用可避免在光照强度低的情况下降低M P P T 的性能；步长随光伏阵 列工作状态改变而变化，在最大功率点附近以极小的扰动量来跟踪系统的最大功率 输出，提高系统的最大功率跟踪的稳定性。 ( 3 ) 给出逆变控制的数学模型，并设计其传递函数。在逆变控制中采用软件锁 相技术，锁相算法为有限脉冲响应P L L 算法，其锁相时间是3 个中断周期，满足 系统对稳定性的要求 ( 4 ) 研究基于D S P 芯片T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7 的控制系统。该芯片具有强大的数据处 理能力，其事件管理器的捕获单元
6、采集电网电压的同步信号，为软件锁相提供所需 的正弦表；通用定时器的周期寄存器与比较寄存器产生驱动开关元件导通和关断的 S P W M 信号波。因此，只需增加数据采样和功率驱动外围电路，采用相应的软件 算法即可实现系统的控制功能，从而提高系统的可靠性、降低系统成本。， 由于时间和条件的限制，论文中的某些内容有待于进一步深入研究： ( 1 ) 对系统硬件电路的设计，包括电路参数的设计；( 2 ) 本文采用的M P P T 算法主 要是提高最大功率点跟踪的稳定性，还需要研究更高效的M P P T 方案提高跟踪的快 速性；( 3 ) 研究“孤岛效应“ 检测与防止的控制策略，以保证系统运行的安全性和可
7、靠性。 参考文献 1 肖鹏中国电力工业变革与发展的战略选择中国电力企业管理，2 0 0 9 ，1 9 ( 7 ) ：8 2 1 2 昌金铭国内外光伏发电的新进展可再生能源规模化发展国际研讨会暨第三届泛 长三角能源科技论坛论文集，2 0 0 6 ：2 8 - 31 3 沈辉，曾祖勤太阳能光伏发电技术北京：化学工业出版社，2 0 0 5 4 蔡宣三太阳能光伏发电发展现状与趋势电力电子，2 0 0 7 ，( 2 ) ：3 - 6 5 朱相丽世界光伏发电产业的现状及原材料的发展趋势新材料产业，2 0 0 8 ，( 1 1 ) ： 3 4 3 9 6 赵春江，杨金焕，陈中华等太阳能光伏发电应用的现状及发
8、展节能技术，2 0 0 7 ， 2 5 ( 5 ) ：4 6 1 4 6 5 7 T c t s u z oK o b a y a s h i V i s i o no ft h eP h o t o v o l t a i cI n d u s t r yi nJ a p a n 3 r dW o r l dC o n f e r e n c e o nP h o t o v o l t a i cE n e r g yC o n v e r s i o n , 2 0 0 3 ：2 5 38 2 5 4 3 8 刘邦银，蔡涛，段善旭建筑集成光伏的发展概述高科技与产业化，2 0 0 9 ，(
9、 3 ) ： 1 0 4 - 1 0 6 9 赵晶，赵争鸣，周德佳太阳能光伏发电技术现状及其发展电气应用，2 0 0 7 ，2 6 ( 1 0 ) ： 6 - 1 l 1 0 潘亚鸿太阳能光伏并网发电系统市场前景分析机械工程，2 0 0 8 ，1 7 II 】G o wJ A ，M a n n i n gC DP h o t o v o l t a i cc o n v e r t e rs y s t e ms u i t a b l ef o ru s ei ns m a l ls c a l e s t a n d - a l o n eo r 面d - c o n n e c t e
10、d a p p l i c a t i o n s ，E l e c t r i c P o w e rA p p l i c a t i o n s ，I E E E P r o c e e d i n g s ，2 0 0 0 ，1 4 7 ( 6 ) ：5 3 5 - 5 4 3 1 2 赵为太阳能光伏并网发电系统的研究： 博士学位论文 合肥：合肥工业大学， 2 0 0 3 1 3 李宏，谭洪起太阳能光伏光热建筑一体化建筑创作，2 0 0 6 ，( 2 ) ：1 6 4 1 6 4 1 4 刘人镕太阳能发电的发展概括和趋势电世界，2 0 0 4 ，( 6 ) ：卜3 1 5 周林，武剑，
11、栗秋华等光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述高电压技术，2 0 0 8 ， ( 6 ) ：11 4 5 - 1 1 5 4 1 6 赵争鸣，刘建政，孙晓瑛等太阳能光伏发电及其应用北京：科学出版社，2 0 0 5 1 7 王章权瞬时电流跟踪控制光伏并网技术电源技术，2 0 0 7 ，( 8 ) ：6 4 8 6 5 0 1 8 任海兵户用光伏并网系统的研究： 硕士学位论文 镇江：江苏大学，2 0 0 6 1 9 】王长贵，王斯成太阳能光伏发电实用技术北京：化学工业出版社，2 0 0 5 2 0 冯垛生太阳能发电原理与应用北京：人民邮电出版社，2 0 0 7 21 M A E l s h i b i
12、 n i H H R a k h a M a x i m u mP o w e rP o i n tT e c h n i q u e M e d i t e r r a n e a nE l e c t r o t e c h n i c a lC o n f e r e n c eP r o c e e d i n g s ，1 9 8 9 ：2 1 2 4 4 5 华北电力大学硕士学位论文 2 2 】G W H a r t , H M B r a n z , C H C o x E x p e d m 锄t a lt e s t so f o p e n - l o o pm a x i
13、 m u mp o w e r p o i n tt r a c k i n gt c c h n i q u o sf o rp h o t o v o l t a i ca r r a y s S o l a rC e i l s ，1 9 8 4 ，1 3 ( 2 ) ：9 1 3 9 1 7 2 3 余世杰，何慧若，曹仁贤等光伏水泵系统中C V T 及卿P T 的控制比较太阳能学报， 1 9 9 8 ，1 9 ( 4 ) ：3 9 4 3 9 8 2 4 T e s k k A v e l 删函咖p o w e rp o 硫t r a c k i n gt e c h n i q u
14、ef o rP Vp a n e l s P E S C 2 0 0 1 ， 2 0 0 1 ，( 4 ) ：1 9 7 0 - 1 9 7 5 2 5 】赵富鑫，魏彦章太阳电池及其应用北京：北京国防工业出版社，1 9 8 5 2 6 】刘春，马维华基于A 跏的太阳能发电控制系统的设计与实现电子产品世界，2 0 0 9 ， ( 1 ) ：5 6 - 5 9 2 E 张超，何湘宁短路电流结合扰动观察法在光伏发电最大功率点跟踪控制中的应用 中国电机工程学报，2 0 0 6 ， ( 1 0 ) ：9 8 - 1 0 2 2 8 】T a o - Y o o pr d m , H o - G y u
15、nA i m , S e n n gK y uP a r k , Y o u n - K y u nL An o v e lm a x i m u m p o w e rp o i n tt r a c k i n gc o n t r o lf o rp h o t o v o l t a i cp o w e rs y s t e mu n d e rr a p i d l yc h a n g i n g s o l a rr a d i a t i o n I E E EI n t e r n a t i o n a lS y m p o s i u m0 nI n d u s t r i a l E l e c t r o n i c s ，2 0 0 1 ， P r o c e e d i n g s ：2 8 7 - 2 9 6 2 0 3W i l a m o w a k iBM ，X i a n g l iL i F u z z ys y s t e mb a s e dm a x i m u mp o w e rp o i n tt r a c k i n gf o r P Vs y s t e m I E E EC o n f e r e n c eo ft h eI n d u s t r i a lE l e c t r o n i
