基于DSP的单相小功率光伏并网逆变器设计.pdf

电 子 科 技 大 学 UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 硕士学位论文 MASTER THESIS 论文题目基于基于 DSP 的的单相单相小功率光伏并网逆变器设计小功率光伏并网逆变器设计 学 科 专 业 电力电子与电力传动电力电子与电力传动 学 号 201121080508 作 者 姓 名 叶小龙叶小龙 指 导 教 师 李晓宁（高工）李晓宁（高工）分类号 密级 UDC注1 学 位 论 文 基于基于DSP的单相小功率光伏并网逆变器设计的单相小功率光伏并网逆变器设计 （题名和副题名） 叶小龙叶小龙 （作者姓名） 指导教师 李晓宁李晓宁 高工高工 电子科技大学电子科技大学 （姓名、职称、单位名称） 申请学位级别 硕士硕士 学科专业 电力电子与电力传动电力电子与电力传动 提交论文日期 2014.04 论文答辩日期 2014.05 学位授予单位和日期 电子科技大学电子科技大学 2014 年 6 月 23 日 答辩委员会主席 评阅人 注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的类号。

ENGLISH TITLE OF MASTER THESIS DESIGN OF LOW POWER SINGLE PHASE PHOTOVOLTAIC GRID CONNECTED INVERTER BASED ON DSP A Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Power Electronics and Power Drives Author: Xiaolong Ye Advisor: Xiaoning Li School : School of Mechatronics Engineering独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

作者签名： 日期： 年 月 日 论 文 使 用 授 权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日摘 要 I 摘 要 全球经济飞速发展的同时，伴随着能源的巨大消耗随着常规的化石能源逐渐枯竭，能源危机随时可能爆发，加快对新能源的开发利用已经迫在眉睫在众多的新能源中，太阳能是非常具有开发潜力的目前，光伏发电已经成为世界各国利用太阳能的主要方式而光伏并网发电由于具有诸多优点已经成为了光伏发电的主要研究方向 本文对单相两级式非隔离型光伏并网逆变器的整个工作过程进行了较为深入的分析，对其所需要的关键技术进行了较为深入的研究，完成了光伏并网逆变器的硬件电路设计和软件程序编写以及实验调试工作。

首先，对 DC-DC 变换器进行了深入的理论分析，指出了常规 Boost 变换器由于采用硬开关技术所带来的缺点，从而舍弃了采用常规 Boost 变换器的方案，将具有软开关技术的 Boost-ZVT 变换器运用到光伏并网逆变器系统中，详细的阐述了其工作原理，并对其关键参数进行了计算及选型对常用的逆变输出滤波电路进行了对比分析，确定了滤波电路的结构，并对其参数选择进行了计算及选型 其次，在对光伏电池进行了深入理论分析后，在 Matlab/SimuLink 环境下搭建了其仿真模型，得到了光伏电池受到外界因素（光照强度和温度）干扰时的输出特性曲线 对光伏并网逆变器的 MPPT、 并网控制以及孤岛效应检测等关键技术进行了较为深入的研究，确定了本文所采用的控制策略并在此基础之上，在Matlab/SimuLink 环境下搭建了整个光伏并网逆变器的仿真模型，验证了设计方案的可行性 再次，在方案的可行性得到验证后，完成了小功率的单相光伏并网逆变器控制器的软硬件的设计，确定了以 TI 公司 TMS320F2812 为核心控制芯片，完成了信号采样电路、过零检测电路以及 MOSFET 驱动电路等外围硬件电路的设计以及软件程序的编写。

最后，通过搭建实物测试平台，对光伏并网逆变器进行了实验调试对其关键环节的输出波形通过示波器进行了观测分析，结果表明该光伏并网逆变器实现了设计功能，达到了预定目标 关键词关键词：光伏并网逆变器，Boost-ZVT，最大功率跟踪，并网控制ABSTRACT II ABSTRACT With the rapid development of economy, comes greater consumption of energy. Traditional petro energy is running out and resource crisis may break out at any time. Thus, the study and application of new resource is of great importance. Among the many new energy sources, solar energy is very potential for development. Now, photovoltaic power generation has become the world's main way of using solar energy. PV grid becomes the main research field in the study of PV power generation. This article analyses the operation process and the central technology of the single phase bi-polar non-isolated type photovoltaic grid inverter, completed the hardware circuit design and software program of photovoltaic grid connected inverter compilation and experiment debugging. First, through the deep theory analysis of the DC-DC converter, the shortcoming of the ordinary Boost converter due to the hard-switch is pointed out. Thus, the ordinary Boost converter is abandoned and Boost-ZVT converter with soft-switch technology is applied in the photovoltaic grid inverter system. Detailed analysis of its operation is given, and key coefficient is calculated. Commonly used filter circuits is compared and a proper circuit is chosen and its key coefficient is calculated. Second, after the deep investigate of PV battery theory, a model of PV battery is built with Matlab/SimuLink. The output curve of the PV battery with the outer environment concerned is acquired. PV grid inverter’s MPPT, grid control and island effect is deeply investigated and the control strategy of this article is determined. Furthermore, the whole PV grid inverter system is built with Matlab/SimuLink, and its validity is tested. Third, after the confirmation of the system’s validity, completed the design of hardware and software of controller of small power single phase photovoltaic grid connected inverter. The central control chip is TMS320F2812. Signal sampling circuit, zero-crossing detection circuit and MOSFET drive circuit is acquired and control software program is compiled. Finally, a test platform is built and the photovoltaic grid inverter is tested. The output curves of the prototype is observed and the result shows that this photovoltaic grid inverter achieve the design function and achieve the designed purpose. ABSTRACT III Key word：photovoltaic grid inverter, Boost-ZVT, Maximum Power Point Tracking, 。