光伏發(fā)電逆變控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著社會的快速發(fā)展，對能源的需求越來越大，使人們不斷地想辦法開發(fā)和利用新型能源。光伏發(fā)電越來越受到各國的重視，而光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)的研究也成為了一項較為熱點的課題。本文就是在這種背景下針對光伏發(fā)電逆變控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，設(shè)計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)，并對該逆變系統(tǒng)的樣機實驗平臺進(jìn)行實驗驗證，各項性能指標(biāo)滿足實際需要。
　　本文以幅相控制策略為核心，對單相SPWM控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與

2、實現(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)。通過系統(tǒng)的建模仿真，驗證了系統(tǒng)的可行性。
　　首先針對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，并選取了IGBT作為功率開關(guān)器件。同時為了滿足逆變系統(tǒng)的工頻正弦輸出，本文還對電力濾波器進(jìn)行了設(shè)計，并確定了電路系統(tǒng)參數(shù)。
　　其次本文對逆變器的控制系統(tǒng)進(jìn)行了

3、設(shè)計。為了使數(shù)據(jù)采樣、算法控制和驅(qū)動信號的產(chǎn)生能夠同時進(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)動信號，并完成命令、狀態(tài)的發(fā)送與接收。設(shè)計了中央控制單元DSP與FPGA硬件電路的最小系統(tǒng)，并通過軟件設(shè)計實現(xiàn)控制算法和功能。
　　然后對逆變系統(tǒng)的通訊管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。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、制單元完成指令動作和參數(shù)設(shè)定，同時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與FPGA之間的通訊來實現(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，并通過程序上的設(shè)計實現(xiàn)了系統(tǒng)的通訊。
　　最后本文設(shè)計并搭建了光伏發(fā)電逆變控制系統(tǒng)的實驗平臺，通過實驗調(diào)試模擬現(xiàn)場的環(huán)境，并采集了實驗調(diào)試過程中的數(shù)據(jù)和波形，而且對實驗的結(jié)果進(jìn)行了分析。實驗結(jié)果