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1、.编号 XXXXXXX毕 业 论 文 （ 2012 届本科）题 目：基于 DSP 的小型风力发电逆变器的研究学 院： XXXXXX 学院 专 业： XXXXXXXX 作者姓名： XXXX 指导教师： XXX 职称： XXX 完成日期： 2012 年 5 月 14 日二 一 二 年 五 月目录.摘要 .1Abstract.2第一章 绪论 .31.1 世界风力发电发展状况 .31.2 风电在未来能源发展中的优势及潜在市场 .51.3 本课题的意义、目的和任务 .7第二章 小型风力发电系统中逆变器构成及原理 .82.1 小型风力发电系统的构成 .82.2 系统中各组成部分的功能及原理 .82.3 小
2、型风力发电逆变器系统结构和工作原理 .112.4 本章小结 .12第三章 逆变器主电路设计 .133.1 主电路拓扑结构及其选择 .133.2 推挽变换器的参数设计 .173.3 逆变电路参数设计 .183.4 本章小结 .21第四章 控制电路设计 .224.1 控制电路结构框图 .224.2 芯片 DSP.224.3 IGBT 驱动及保护电路设计 .254.4 采样检测电路 .274.5 保护电路 .294.6 辅助电源 .304.7 本章小结 .30第五章 系统软件设计 .325.1 系统初始化程序流程图 .325.2 定时器中断子程序 .345.3 本章小结 .36第六章 系统仿真 .3
3、76.1 Matlab/Simulink 仿真软件简介 .376.2 系统仿真 .376.3 本章小结 .38结论 .39致 谢 .41附录 .42附录 .45.摘要风能是一种可再生能源，它因为干净清洁无污染而受到了世界许多国家的高度重视，风力发电替代传统的发电模式将成为以后的发展趋势。而逆变器是风力发电系统中的关键组成部分之一，因此对风力发电逆变器研究具有很大的现实意义。本文中,主要对1KW小型风力发电逆变器进行研究,设计了逆变器的主电路、以DSP为核心的控制电路、以及驱动电路等，同时进行了系统的软件设计。最后，应用MATLAB/simulink系统仿真软件，对风力发电逆变器进行了实验仿真。
4、通过仿真，验证系统设计方案的可行性，合理性。关键词：风力发电；逆变器；DSP.AbstractWind energy is a kind of renewable source of energy, wind energy has been highly valued by many countries in the world due to its clean and pollution-free, the traditional pattern of power generating will be replaced by wind power in the future. Its a r
5、ealistic and significant thing to research on wind power inverter while inverter is a key part of wind power system. One kilowatt of wind power inverter has been designed in this paper, including main circuit of inverter, steering circuit with DSP at core and driving circuit as well as systematic so
6、ftware design. Eventually, MATLAB/simulink software has been used to simulate on wind power inverter, thus verifying whether the system design is feasible and rational. Keywords: Wind-power ；Inverter ；DSP.第 1 章 绪论能源是人类社会存在与发展的物质基础。过去 200 多年，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大地推动了人类社会的发展。然而，人们在物质生活和精神生活不断提高的
7、同时，也越来越感悟到大规模使用化石燃料所带来的严重后果：资源日益枯竭，环境不断恶化，还诱发了不少国与国之间、地区之间的政治经济纠纷，甚至冲突和战争。因此，人类必须寻求一种新的、清洁、安全、可靠的可持续能源系统。我国是一个能源大国，也是一个能源消费大国，中国经济正在快速持续发展，但又面临着有限的化石燃料资源和更高的环境保护要求的严峻挑战。坚持节能优先，提高能源效率；优化能源结构，以煤为主多元化发展，加强环境保护，开展煤清洁化利用，采取综合措施，保障能源安全；依靠科技进步，开发利用新能源和可再生能源等，是我国长期的能源发展战略，也是我国建立可持续能源系统最主要的政策措施。我国政府已充分认识到可再生
8、能源发展的重要性，制定了相关可再生能源规划，并于2006 年 1 月颁布施行了可再生能源法 。风力发电属可再生能源发电技术，使我国“十一五”重点支持的可再生能源发电技术之一，对我国国民经济的可持续发展具有重要意义。1.1 世界风力发电发展状况 19 世纪末，丹麦人首先研制了风力发电机。1891 年，丹麦建成了世界第一座风力发电站。风力发电在解决发展中国家无电农牧区居民的用电方面起到了重要的作用，20 世纪初，有些国家和地区开始研究风力发电，为风能的利用开辟了更为广阔的前景。例如 1941 年，美国在巴蒙特州研制并建立了一台当时世界上最大的风力发电机，风轮的直径为 53m，塔高 34m，发电能力
9、为 1500kW。到 5060 年代，西欧各国开始制造大型风力涡轮发电机，从 70 年代初，世界上许多地区研究和安装了超大型风力发电机。风力发电的发展在世界工业史上历程很短暂，但它迅猛发展的速度。技术上的巨大进步不能不让人惊叹。特别是自 20 世纪 90 年代初以来，现代风能最主要的利用形式风力发电的发展十分迅速，世界风电机装机容量的年平均增长率超过了30。有人算过，只需地面风力的 1，就能满足全球发电能量需要。由此可见，风力是一个相当巨大的电力能源宝库。尽管达到地球的太阳能仅有 2转化为风能，但其总量十分可观。全球可实际利用风能为 2107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大 10 倍。据有关资料统计，到 2006 年世界风电机装机总容量已达 74223MW。风力发电机组是风电系统的关键设备，很多国家为此进行了大量投资，就风轮机.的材料、结构、发电机控制技术、功率容量以及可靠性等展开研究。其技术也取得了长足的进步。主要表现在：单机功率逐步增大。80 年代中期，商品化机组的单机功率只有 55KW，目前，单机功率已上了 MW 级，1MW 以下的并网风力发电机组单机技术已经成熟；由于控制技术的改进、设计水平的提高以及新型材料的运用，机组功率曲线改善，运行可靠性不断提高，故障率显著下降；运用先进的计算机控制技术，能实现对机组的
