光伏發(fā)電逆變控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)能源的需求越來(lái)越大，使人們不斷地想辦法開(kāi)發(fā)和利用新型能源。光伏發(fā)電越來(lái)越受到各國(guó)的重視，而光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)的研究也成為了一項(xiàng)較為熱點(diǎn)的課題。本文就是在這種背景下針對(duì)光伏發(fā)電逆變控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了一套基于三相四橋臂逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和DSP、FPGA協(xié)同控制的光伏發(fā)電逆變控制系統(tǒng)，并對(duì)該逆變系統(tǒng)的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足實(shí)際需要。
　　本文以幅相控制策略為核心，對(duì)單相SPWM控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與

2、實(shí)現(xiàn)。在三相四橋臂逆變器解耦控制的基礎(chǔ)上，加入了幅相控制，形成了電壓和相位的多環(huán)控制系統(tǒng)。通過(guò)系統(tǒng)的建模仿真，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。
　　首先針對(duì)三相不平衡和非線性負(fù)載，在分析了原有帶三相不平衡負(fù)載逆變器拓?fù)涞幕A(chǔ)上，本文提出了基于三相四橋臂逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主電路的設(shè)計(jì)，并選取了IGBT作為功率開(kāi)關(guān)器件。同時(shí)為了滿足逆變系統(tǒng)的工頻正弦輸出，本文還對(duì)電力濾波器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并確定了電路系統(tǒng)參數(shù)。
　　其次本文對(duì)逆變器的控制系統(tǒng)進(jìn)行了

3、設(shè)計(jì)。為了使數(shù)據(jù)采樣、算法控制和驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生能夠同時(shí)進(jìn)行，本系統(tǒng)的中央控制單元采用了以DSP與FPGA為核心的設(shè)計(jì)思想。DSP負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和算法的控制;FPGA負(fù)責(zé)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并完成命令、狀態(tài)的發(fā)送與接收。設(shè)計(jì)了中央控制單元DSP與FPGA硬件電路的最小系統(tǒng)，并通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)控制算法和功能。
　　然后對(duì)逆變系統(tǒng)的通訊管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在通訊管理系統(tǒng)中，PLC作為核心，負(fù)責(zé)接收觸摸屏發(fā)送的控制命令和參數(shù)，并將其發(fā)送到中央控

4、制單元完成指令動(dòng)作和參數(shù)設(shè)定，同時(shí)PLC還要將中央控制單元采集的數(shù)據(jù)和狀態(tài)發(fā)送到觸摸屏中進(jìn)行外部顯示，而PLC與控制單元的連接主要是通過(guò)與FPGA之間的通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文在Modbus通訊協(xié)議的基礎(chǔ)上，定義了適用于本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收格式，并通過(guò)程序上的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的通訊。
　　最后本文設(shè)計(jì)并搭建了光伏發(fā)電逆變控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)試模擬現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，并采集了實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程中的數(shù)據(jù)和波形，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果