光伏逆变器电源设计及其控制技术研究
IGBT光伏发电逆变工作原理和电路设计
IGBT光伏发电逆变工作原理和电路设计作者：海飞乐技术时间：2017-07-25 09:53 国内外大多数光伏发电系统是采用功率场效应管MOSFET构成的逆变电路。
然而随着电压的升高，MOSFET的通态电阻也会随着增大，在一些高压大容量的系统中，MOSFET会因其通态电阻过大而导致增加开关损耗的缺点。
相比之下，绝缘栅双极晶体管IGBT通态电流大，正反向组态电压比较高，通过电压来控制导通或关断，这些特点使IGBT在中、高压容量的系统中更具优势，因此采用IGBT构成太阳能光伏发电关键电路的开关器件，有助于减少整个系统不必要的损耗，使其达到最佳工作状态。
1.工作原理与设计思路1.1光伏发电系统结构太阳能光伏发电的实质就是在太阳光的照射下，太阳能电池阵列(即PV组件方阵)将太阳能转换成电能，输出的直流电经由逆变器后转变成用户可以使用的交流电。
原理图如图1所示。
逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键部件，因为它是将直流电转化为用户可以使用的交流电的必要过程，是太阳能和用户之间相联系的必经之路盟。
因此要研究太阳能光伏发电的过程，就需要重点研究逆变电路这一部分。
如图2(a)所示，是采用功率场效应管MOSFET构成的比较简单的推挽式逆变电路，其变压器的中性抽头接于电源正极，MOSFET的一端接于电源负极，功率场效应管Q1，Q2。
交替的工作最后输出交流电力，但该电路的缺点是带感性负载的能力差，而且变压器的效率也较低，因此应用起来有一些条件限制。
采用绝缘栅双极晶体管IGBT构成的全桥逆变电路如图2(b)所示。
其中Q1和Q2之间的相位相差180°，其输出交流电压的值随Q1和Q2的输出变化而变化。
Q3和Q4同时导通构成续流回路，所以输出电压的波形不会受感性负载的影响，所以克服了由MOSFET构成的推挽式逆变电路的缺点，因此采用IGBT构成的全桥式逆变电路的应用较为广泛一些。
图1 太阳能光伏发电原理图1.2 IGBT的工作原理绝缘栅双极晶体管IGBT是相当于在MOSFET的漏极下增加了P+区吲，相比MOSFET来说多了一个PN结，当IGBT的集电极与发射极之间加上负电压时，此PN结处于反向偏置状态，其集电极与发射极之间没有电流通过，因此IGBT要比MOSFET具有更高的耐压性。
5KW非隔离性光伏逆变器Boost电路及基于DSP的MPPT控制.
摘要在绿色再生能源得到广泛应用的今天，太阳能因为其独特的优势而得到青睐。
太阳能光伏发电受到世界各国的普遍关注，光伏并网发电也将成为太阳能利用的主要趋势，必将得到快速的发展。
但因为光伏电池的转化效率较低且输出特性受外界环境因素影响大，使光伏电池实时输出最大功率成为关键。
因此光伏最大功率跟踪也成为光伏发电系统的关键技术之一。
本文主要对光伏最大功率跟踪控制技术以及Boost（升压斩波电路）电路优化设计进行研究。
首先，对光伏电池的电气进行测量，得到了光伏电池的输出特性；采用基于Boost的实现方案，分析光伏最大功率跟踪的工作原理，进行DSP 单片机TMS320F2812实现扰动观察法的C语言编程。
最后进行样机组装并实验，实验证明，本设计能够完成对Boost电路的设计与优化，并能够较好的完成最大功率点跟踪。
关键词：光伏发电；最大功率跟踪；DSP；Boost电路；扰动观察ABSTRACTToday the green renewable energy is widely used , solar is favored because of its unique advantages. Solar photovoltaic power is widely concerned around the world, photovoltaic solar power generation will also become the main trend of development and also be rapid. But because of low conversion efficiency of photovoltaic cells and the output characteristics are affected by the environmental factors, making the largest power of photovoltaic cells real-time output the key. Therefore, the maximum power tracking of solar photovoltaic power generation system has also become one of the key technologies.In this paper, I will mainly research the maximum power tracking technology of the PV, design and improve the Boost circuit (Boost cut broken circuit). First, I measuring the electrical characteristics of photovoltaic cells , and get the output characteristics of photovoltaic cells; then based on Boost circuit of implementations, analysis the works of Photovoltaic maximum power tracking. Then, based an the DSP microcontroller TMS320F2812 , I use the method of perturbation and observation ,to do the programming based on C language.At last, I assembled the sample machine and did experiments, those experiments showed that the paper can accomplish the design and optimization of Boost circuit. And the experiments also showed that the design can complete the maximum power point tracking.Key words：PV；MPPT；DSP；Boost circuit；perturbation and observation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (11)1.1 选题背景 (11)1.1.1 能源现状 (11)1.1.2 太阳能光伏发电 (11)1.2 本课题的研究意义和任务 (13)2单相光伏并网发电系统基本原理 (13)2.1 单相光伏并网发电系统结构组成 (14)2.2 主要部分工作原理 (15)2.2.1 DC-DC变换器 (15)2.2.2 DC-AC逆变器 (15)3 光伏电池的特性测量 (17)3.1 光伏电池的等效电路模型 (17)4 硬件电路设计 (17)4.1 Boost电路工作原理 (20)4.2 Boost电路实现光伏最大功率跟踪的理论依据 (21)4.3 Boost电路主要器件选择 (23)4.3.1 电感L (23)4.3.2 电容C (23)4.3.3 功率开关管V和二极管D (24)4.4 控制电路 (24)4.5 驱动电路 (24)4.6 缓冲电路 (25)4.7 检测采样电路 (29)4.7.1 电压采样电路 (30)4.7.2 电流采样电路 (31)4.8 液晶显示 (31)5 软件设计 (32)5.1 光伏最大功率跟踪控制方法 (32)5.2 光伏最大功率跟踪算法的实现 (33)5.3 系统调试实验及分析 (36)结论 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录A 硬件电路总图 (43)附录B 程序代码 (44)1前言1.1 选题背景1.1.1能源现状随着全球工业化进程的进一步深化，对于能源的消耗也在日益增加，而传统能源，像煤炭、石油、天然气储量有限，随着时间的推移，这些能源正在被加速消耗，全球正面临能源危机的挑战。
光伏发电并网逆变器毕业论文(学术参考)
1.4
对光伏并网发电系统的研究与探索是非常有意义的，不仅在技术上可以更上一个台阶，在工程上取得经验，而且另外还能确定它在经济方面是可行的。光伏发电要是想进军到建筑市场和电力市场，那就必须发展并网光伏发电，光伏发电应用的规模只有达到了电力的规模，才能对能源的紧张和环境污染的抑制起到理想的作用。要想研究光伏并网发电系统，其重点应该落在并网发电的经济政策研究和具有商业化前景的实用技术和工业部件上。
发明了非晶硅太阳能电池
美国建成了7MW太阳能发电站
日本建成了1MW太能发电站
制定再生新能源发电与公共电力网并网法规（德国）
制定逆潮流供电与公共网并网法规（日本）
住宅用太阳光发电系统技术规程（日本）
RPS法（新能源法案）（日本）
1.3
目前我国的经济发展正处在繁荣时期，但是能源问题却是很严峻，在大多数城市中，由于现在的工厂燃烧大量的化石能源，环境恶化的趋势十分明显。由世界卫生组织（WHO）
表1-1光伏发电的历史
2000年公布，在世界上污染最严重的十个城市之中，中国占了八个，而且北京位居第七位。因此发展光伏并网发电会有助于提早解决这一问题。我国相关部门开始重视起来，国家科技部首先规划出有步骤的推进有关的科技创新研究、示范和产业化进程。在“八五”与“九五”期间，“光伏屋顶并网发电系统”已经被“国家科技公关计划”所列入，若干光伏屋顶并网发电系统示范工程分别建成在深圳和北京。现在我国仍然需要进口光伏并网发电的关键技术和设备，然而，为了面对巨大的国内需求，实现具有自我知识产权的高科技的发展相当关键，这是一个亟待解决的问题。具体的目的在光伏并网发电系统中表现在：（1）为了实现提高转换电能的质量，将太阳能光电转换组件阵列输出的直流电变化成为220V，频率为50Hz的单相正弦波，使电流与电压要有比较小的畸变率；（2）可以使系统变得更安全，如输入接反保护、输出短路保护、输出过载保护、直流过压保护、欠压保护、交流过压、“孤岛”保护。
光伏逆变器研究报告
光伏逆变器研究报告1. 引言光伏逆变器是太阳能光伏系统中的重要组成部分，其作用是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，以满足人们日常生活和工业生产中对电能的需求。
随着太阳能光伏发电技术的快速发展，光伏逆变器在市场中的需求量不断增加，因此对光伏逆变器的研究和改进显得尤为重要。
本研究报告将对光伏逆变器的工作原理、结构以及发展趋势进行深入探讨，并通过实验和分析，评估光伏逆变器在不同条件下的表现。
2. 光伏逆变器的工作原理光伏逆变器根据太阳能电池板产生的直流电的功率、电压和频率特点，采用电子器件将直流电转换为交流电，并输出到电网或电力系统。
光伏逆变器的工作原理主要分为两个过程：直流-直流转换和直流-交流转换。
首先，通过直流-直流转换器将直流电电压升高，从而提供给交流逆变器。
然后，交流逆变器将直流电转换为交流电，并通过输出滤波器将纹波进行滤除，最终输出到电网或电力系统中。
3. 光伏逆变器的结构光伏逆变器一般由输入端、输出端和控制电路组成。
输入端包括太阳能电池板、进流保护电路以及直流-直流转换器。
太阳能电池板将太阳能光线转化为直流电，并通过进流保护电路对其进行保护。
直流-直流转换器将直流电的电压升高，并通过滤波电容将电压纹波去除，为交流逆变器提供输入电源。
输出端包括交流逆变器和输出滤波器。
交流逆变器将直流电转换为交流电，并通过输出滤波器对输出波形进行平滑处理，以满足电网或电力系统的要求。
控制电路对光伏逆变器进行监控和控制。
其主要功能包括电压调节、频率调节、功率调节以及保护功能等。
4. 光伏逆变器的发展趋势随着太阳能光伏技术的不断进步和应用领域的扩大，光伏逆变器也面临着一系列的挑战和发展机遇。
4.1 高效率提高光伏逆变器的转换效率是当前的研究热点之一。
通过优化逆变器的拓扑结构、控制策略和电子器件的选择，可以实现更高的转换效率，提高太阳能光伏系统的发电能力。
4.2 可靠性光伏逆变器的可靠性对于太阳能光伏系统的运行稳定性和寿命影响巨大。
基于光伏逆变器调节的配电网电压控制策略分析
设计应用基于光伏逆变器调节的配电网电压控制策略分析殷志龙，薛水莲（西安德纳检验检测有限公司，陕西西安在光伏电源接入配电网的过程中容易出现接入节点超限的情况，导致配电网电压出现波动。
从配电网侧采取电压控制措施，无法有效应对这一问题，且会造成配电网运行经济性下降。
因此，分析引入光伏逆变器实现接入节点电压调节的方法，提出利用逆变器功率因数角实现有功和无功功率调节的电压控制策略。
仿真结果显示，该光伏逆变器；配电网；电压控制Voltage Control Strategy Analysis of Distribution Network Based on PhotovoltaicInverter RegulationYIN Zhi-long，XUE Shui-lianXi'an Dena Inspection and Testing Co.，Ltd.，In the process of photovoltaic power access to the distribution networkresulting in the distribution network voltage fluctuation. Taking voltage control measures from用逆变器实现配电网电压调节控制，主要是由于通过节点对有功功率进行注入，即便节点发生了无功调整也不会给其他节点输入带来影响，避免了电压控制不稳问题。
从并网点对有功功率进行虚拟注入，从安全区向过电压区过渡的过程中，注入功率将逐步减小。
而在注入的有功功率与电压阈值相等时，逆变器无功将吸收无功功率，放射状配网馈线变电站变压器110 kV/10.5 kV PV及逆变器01R 1+j X 1R i +j X iR n +j X n i -1n -1ni PV及逆变器PV及逆变器负荷1负荷i负荷nDG 1DG i DG n AC图1 配电网接入光伏电源系统拓扑结构示意图2.2 电压调节流程由于光伏发电会输出无功功率，如果实现恒功率控制将导致配电网产生较大损耗。
光伏电源逆变器的设计
入信 号分别 是 Ｑ１Ｑ２ Ｑ３ Ｑ ，四路单极性 的 Ｓ ＷＭ 波形 、 、 、４ Ｐ
高频分 量， 而且还要在滤 除不需要 的高频分量 的同时 ， 通 使 过 的频 带所传输 的功率产生 的损耗尽可 能低 。 因此 ， 传统 的 Ｒ Ｃ低通 滤波器 在这 里不 能应用 。而需 要采用 几乎 没有 损
段 的 保 护 ， 直 流 快 速 断 路 器 整 定在 电子 电路 动 作 之 后 实 现
号频 率范 围称 为通带 ，不 允许通过 的信 号频率 范围称为 阻
带 ， 带与 阻带交 界的频率 称为截 止频率 。从 Ｈ 桥的输 出 通 为高频 交流信号 ， 要用工 频隔离变压 器对其进行变 换 ， 这就 需要先将 高频 信号 转换 为 ５ Ｈ ０ ｚ工频信 号 ， 部分通 过 Ｌ 此 Ｃ
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工 作 不 正 常 ， 至 损 坏 系 统 。在 电 力 电 子 系 统 中 ， 率 开 关 甚 功
管 的保护是 必不可少 的。功率开关管 是整个设 备正常 工作
的 核 心 部 件 ， 时 也 是 最 容 易 受 损 坏 的元 件 。 对 于 由 蓄 电 同 而 池 供 电 的逆 变 电源 而 言 ， 电池 也 需 要 有 必 要 的 保 护 ， 为 蓄 因
基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器设计
基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器设计一、本文概述随着全球对可再生能源的需求不断增长，光伏技术作为清洁、可持续的能源形式之一，已在全球范围内得到广泛应用。
三相光伏并网逆变器作为光伏系统的核心设备，其性能直接影响到光伏系统的发电效率和电能质量。
电流控制器作为三相光伏并网逆变器的重要组成部分，对于实现光伏系统的高效、稳定运行具有关键作用。
因此，研究并设计高效的三相光伏并网逆变器电流控制器具有重要意义。
本文旨在探讨基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器的设计。
PI控制作为一种常用的线性控制方法，具有结构简单、稳定性好、调节速度快等优点，在电力电子领域得到了广泛应用。
本文将首先介绍三相光伏并网逆变器的基本原理和结构，然后详细阐述基于PI控制的电流控制器设计过程，包括控制策略的选择、控制器的参数设计以及稳定性分析等。
通过实验验证所设计的电流控制器的有效性，并对其性能进行评估。
通过本文的研究，旨在提供一种基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器的设计方法，为光伏系统的优化和升级提供理论支持和技术指导。
本文的研究成果也有助于推动光伏技术的进一步发展，为实现全球能源结构的绿色转型做出贡献。
二、光伏并网逆变器基本原理光伏并网逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键设备，其作用是将光伏电池板产生的直流电能转换为交流电能，并与公共电网同步连接，实现电能的并网供电。
光伏并网逆变器的基本原理可以分为以下几个步骤。
光伏电池板的工作原理：光伏电池板利用光电效应，将太阳光能直接转换为直流电能。
当太阳光照射到光伏电池板表面时，光子与电池板中的半导体材料相互作用，导致电子从原子中逸出，形成光生电流。
直流-直流（DC-DC）变换器：由于光伏电池板输出的直流电压随着光照条件和温度的变化而变化，因此需要通过DC-DC变换器将其转换为稳定的直流电压。
常见的DC-DC变换器有升压型（Boost）、降压型（Buck）和升降压型（Buck-Boost）等。
并网光伏电站设计—逆变器
b、光伏阵列中某一个组件被阴影遮挡时，该组件不仅不能 输出功率，还会成为系统的负载，引起该组件的发热。
2、组串型逆变器
（1）特点：每个光伏组串通一个逆变器， 在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流 端并联并网。对光伏组件串的利用率高一 些。
c、电压保护水平（Vp）：
汇流箱参数：额定直流电 电压保护水平Vp/kV
压Vn/V
Vn≤60
<1.1
60<Vn≤250
<1.5
250<Vn≤400
<2.5
400<Vn≤690
<3.0
690<Vn≤1000
<4.0
5、其他功能
（1）通信功能，实现远程通信； （2）显示功能，具有显示光伏组串电流； （3）外壳防护等级，IP65，满足室外安装。
2、选择逆变器类型
（1）大型电站（100kW以上的）一般选择 集中型逆变器；
（2）家庭电站或某些单位的小型电站一般 选用组串型逆变器；
（3）微型逆变器由于价格较高，目前国内 很少使用。
3、逆变器功率的选择
要与光伏方阵的设计容量相匹配，差距不 要太大。
六、汇流箱
汇流箱是将光伏组串连接，实现光伏组串 间并联的装置，并将必要的保护器件安装 在此装置内。
并网光伏电站设计—选型
光伏发电系统组成 主要包括太阳能电池组件、光伏支架、
汇流箱、逆变器、升压变压器、二次监控系 统等。
光伏并网逆变系统的设计
一、光伏并网逆变器的类型 二、光伏并网逆变器的功能 三、光伏并网逆变器电路结构框图 四、阳光电源公司SG500MX的交流参数 五、逆变器选型 六、ห้องสมุดไป่ตู้流箱
光伏发电逆变器 毕业设计 论文
摘要随着太阳能光伏发电产业在我国的推广和普及，国内对并网逆变器的需求必将越来越大，仅仅依靠进口已很难解决日益增长的巨大需要。
因此，研制完全实用化、工程化的太阳能光伏并网逆变器成为该领域急需解决的问题，存在着广阔的市场前景。
在此背景下，本文对正弦波并网逆变器的软硬件系统设计、控制算法研究和系统仿真等方面进行了深入探索。
首先介绍了国内外光伏发电产业的现状和广阔的前景，详细分析了并网逆变电路的拓扑结构和工作原理，讨论了全桥逆变电路直流侧和交流侧滤波器的设计思路，并推导出逆变电路关键参数的计算公式。
其次分析了单相电压控制和单相电流控制的不足，采用了基于DSP软件算法的电流电压双闭环控制技术。
比较几种常用的光伏电池最大功率点跟踪方法，采用能够快速、准确跟踪光伏电池最大输出功率点的电导增量法来实现最大功率点的跟踪。
为了使并网电流和电网电压同频、同相，需要使用锁相环技术。
本文详细分析了软件锁相环的原理，并结合实际系统设计方案和绘制软件流程图。
本文对孤岛效应的含义及相关标准进行了说明，分析了产生孤岛效应的原因和危害，证明了添加反孤岛保护的必要性，并分别对孤岛效应的主动和被动检测法进行了比较，用MATLAB仿真工具对本文所采用的主动频率偏移法进行了仿真验证。
最后，根据系统总体设计要求，对并网逆变器控制电路、驱动电路和保护电路进行了详细的设计，并制作了基于DSP控制的3kW光伏并网逆变器样机。
通过实验表明，所采用的控制策略和设计的硬件电路能够满足设计要求，统可安全、稳定运行。
关键词光伏逆变器:DSP 最大功率点跟踪软件锁相环孤岛效应AbstractWith the promotion and popularization of solar photovoltaic，there will be a greater demand for grid-connected inverters in our country．The increasing demand for grid-connected inverters has become a problem which can not be solved only by means ofimport．An urgent problem to be solved is that the study and design of the photovoltaic grid-connectedinverters must be fully practical in use and in manufacture，and therefore there are desirable market prospects of the above-mentioned products．In this paper,the grid-connected inverter is explored in the hardware design，control algorithm research，simulation and so on．First of all，the present situation and broad prospect of photovoltaic industry at homeand abroad are introduced．The topology and working principle of grid-connected inverter circuit are analyzed in detail．And the design ideas and processes of the filters on both DC and AC sides are discussed；moreover,the formulas of the key parameters of the maincircuit are derived．Next，the current and voltage dual closed-loop control based on software algorithms of DSP is chosen by analyzing the deficiencies of voltage control and current contro1．The arithmetic of incremental conductance of MPPT of grid-connected system realizes the tracking of MPPT by comparing with several methods of MPPT of grid-connected system．APLL(Phase Locked Loop)is needed in order to keep the same frequency and phasesynchronous to the grid．In this paper, the SPLL(soft PLL)principle is analyzed in detail，the design scheme and software flow charts are given based on practical system．Then，the meanings and the criteria of the anti-islanding are explained and the causes and disadvantages of anti-islanding are analyzed．And it tries to prove the necessity to add protection of anti—islanding in this paper．The active and passive detecting methods of anti—islanding are analyzed；moreover, the anti-islanding of active frequency drift method is simulated and confirmed by MATLAB．Finally, according to the requirement of system design，the grid-connected invertercontrol circuit，drive circuit and protection circuit are designed in great detail and a sample of 3kW grid-connected photovoltaic generator based on DSP is designed and made．Test results show that the control strategy and the designed circuit can satisfy the design requests and the system can work safely and stably．Key words photovoltaic inverter；DSP maximum power point tracking soft PLL anti—islanding目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1 光伏发电系统简介 ................................................................................ 错误!未定义书签。
光伏并网逆变器限功率控制策略研究硕士学位论文1 精品
（类 别: 全日制硕士研究生 题 目：光伏并网逆变器限功率控制策略研究 英文题目：Research on Photovoltaic grid-connected inverter constrained production control strategy 研究生： 学科名称：电气工程 指导教师： 硕士学位论文分类号: 学校代码: 10128 U D C : 学 号: 20111800128摘要太阳能是一种无污染可再生的绿色能源。
随着全球能源不断消耗以及环境污染日益严重，世界各国对太阳能的开发和利用越来越重视。
太阳能光伏发电技术得到了快速的发展，已经由初期的离网型千瓦级发展到现在的并网型兆瓦级以及多机并联发电，分布式光伏发电已经开始大规模并网，新能源发电组成的微电网得到了研究与示范应用。
文章分析了分布式并网发电和微电网中分布式电源控制技术，采用的光伏并网发电系统具有MPPT和限功率两种控制方式；逆变侧采用dq解耦控制，较好的满足了分布式光伏并网发电和微电网光伏分布式电源注入公共电网的限制要求。
本文以电力电子仿真软件MATLAB/SIMULINK为平台，在光伏组件P-V输出特性基础上对光伏发电系统进行了仿真研究，主要分析了光伏MPPT和限功率两种发电方式及其切换原理，双级式光伏发电系统由Boost升压电路和电压源型变流器(VSC)组成，分析了前级Boost电路MPPT和限功率控制方案；对电压源型变流器矢量控制技术进行研究，阐述了光伏发电系统功率传递平衡原理，分析了逆变侧的控制策略，建立了电压源型变流器在dq同步旋转坐标系下的前馈电流解耦动态数学模型。
利用MATLAB/SIMULINK 软件搭建了光伏发电系统的仿真模型，通过对太阳能光伏并网发电系统的仿真，验证了对系统所设计MPPT和限功率控制方式的有效性，使变换器功率能够在额定功率范围内自由调节。
同时用ModSim32测试了组态软件MCGS搭建的并网逆变器功率控制监控系统。
光伏单相逆变器并网控制技术研究论文(含中英文翻译)
本科毕业设计（论文）单相逆变器并网技术研究本科毕业设计（论文）单相逆变器并网技术研究摘要随着“绿色环保”概念的提出，以解决电力紧张，环境污染等问题为目的的新能源利用方案得到了迅速的推广，这使得研究可再生能源回馈电网技术具有了十分重要的现实意义。
如何可靠地、高质量地向电网输送功率是一个重要的问题，因此在可再生能源并网发电系统中起电能变换作用的逆变器成为了研究的一个热点。
本文以全桥逆变器为对象，详细论述了基于双电流环控制的逆变器并网系统的工作原理，推导了控制方程。
内环通过控制LCL滤波中的电容电流，外环控制滤波后的网侧电流。
大功率并网逆变器的开关频率相对较低，相对于传统的L 型或LC 型滤波器，并网逆变器采用LCL 型输出滤波器具有输出电流谐波小，滤波器体积小的优点，在此基础上本系统设计了LCL滤波器。
本文分析比较了单相逆变器并网采用单闭环和双闭环两种控制策略下的并网电流，并对突加扰动情况下系统动态变化进行了分析。
在完成并网控制系统理论分析的基础上，本文设计并制作了基于TMS320LF2407DSP的数字化控制硬件实验系统，包括DSP 外围电路、模拟量采样及调理电路、隔离驱动电路、保护电路和辅助电源等,最后通过MATLAB仿真软件进行验证理论的可行性,实现功率因数为1的并网要求。
关键词并网逆变器；LCL滤波器；双电流环控制；DSP本科生毕业设计（论文）AbstractWith the concept of”Green and Environmental Protection”was proposed．All kinds of new energy exploitation program are in the rapid promotion，which is in order to solve the power shortage，pollution and other issues．It makes exploring renewable energy feedback the grid technology has a very important practical significance．How to deliver power into the grid reliably and quality is an important problem，the inverter mat Can transform the electrical energy in the system of the renewable resource to be fed into the grid is becoming one of the hot points in intemational research．Based on the bridge inverter the analysis of the working principle and the deduction of the control equation have been presented. The strategy integrates an outer loop grid current regulator with capacitor current regulation to stabilize the system. The current regulation is used for the outer grid current control loop. The frequency of switching is slower in the high power grid-connected inverter. Compared with tradition type L or type LC, output filter and output current‟s THD of type LCL are all smaller.So on this basis, the system uses the LCL filter. This paper compares the net current of the single-phase inverter and net single loop and double loop under two control strategies, and the case of sudden disturbance of the dynamic change of the system.In complete control system on the basis of theoretical analysis, design and production of this article is based on TMS320LF2407DSP‟s digital control hardware test system, including the DSP external circuit, analog sampling and conditioning circuit, isolation, driver circuit, protection circuit and auxiliary power, etc., via MATLAB software to validate the feasibility of the theory. Achieve power factor is 1 and network requirements.Keywords Grid-connected inverter;LCL filter; Double current loop control;DSP目录摘要......................................................... III Abstract ...................................................... II 第1章绪论. (1)1.1国内外可再生能源开发的现状及前景 (1)1.1.1 可再生能源开发的现状及前景 (1)1.1.2可再生能源并网发电系统 (3)1.2并网逆变器的研究现状及趋势 (4)1.3本文的结构及主要内容 (6)第2章单相并网逆变器总体设计 (8)2.1并网逆变器组成原理及主体电路硬件设计 (8)2.1.1 系统逆变主体电路拓扑结构及原理 (8)2.1.2 系统主体电路参数设计 (9)2.2逆变器的SPWM调制方式分析 (10)2.3LCL滤波器的设计 (14)2.3.1 利用隔离变压器漏感确定LCL滤波 (14)2.3.2 LCL滤波器数学模型及波特图分析 (15)2.3.3 LCL滤波器的参数设计 (16)2.4并网控制策略的提出 (18)2.4.1 电流型并网模型分析 (18)2.4.2 几种控制方法分析 (20)2.4.3 使用双电流闭环控制策略 (23)2.5本章小结 (25)第3章系统仿真及结果分析 (26)3.1单相逆变器开环仿真 (26)3.2单相逆变器并网单闭环仿真分析 (27)3.3基于双电流环的单相逆变器并网仿真分析 (28)3.4突加扰动时系统动态分析 (29)3.5本章小结 (31)第4章数字化并网控制系统硬件设计 (32)4.1基于DSP的并网控制系统整体设计 (32)4.2系统电路设计 (33)4.2.1 DSP外围电路设计 (33)4.2.2 模拟信号采样电路 (34)4.2.3 隔离、驱动电路 (36)4.2.4 多功能控制电源设计 (37)4.2.5 保护电路设计 (38)4.3本章小结 (38)结论 (39)参考文献 (40)致谢 (42)附录1 (43)附录2 (52)附录3 (59)第1章绪论第1章绪论1.1 国内外可再生能源开发的现状及前景1.1.1可再生能源开发的现状及前景自20世纪50年代以来，随着经济活动的增加，世界能源消耗急剧上升，世界能源消耗增长了20倍。
光伏逆变器中反激式辅助开关电源的设计
光伏逆变器中反激式辅助开关电源的设计摘要：光伏逆变器系统需要稳定、高效的辅助电源，因此对该电源的设计方法、工作原理加以分析显十分重要。
在对其进行系统化分析的基础上，使用TOP258智能开关电源芯片，设计出多路隔离的反激式辅助开关电源，用作为光伏逆变器的辅助电源。
其具有的体积小、效率高等优点，可以很好的满足光伏逆变器的使用需求。
关键词：反激式变换器；多路隔离；辅助开关电源；光伏逆变器科学技术的飞速发展，为人类社会的物质生活水平的提升奠定了良好的基础，随之产生的问题也逐渐呈现出来，对于能源的短缺以及环境污染问题被世界国家更加重视，如今，清洁以及安全的光伏发电技术已作为重要研究课题。
在光伏发电系统中，光伏逆变器是其重要构成部分，其自身的安全、高效运行成为了重要基础。
因为逆变器本身系统的特殊性，致使其控制系统以及通信系统等要求使用±15V及5V等多路隔离电源，所以设计一个结构简单、安全可靠、性能优越的辅助电源对光伏逆变器的运行有着至关重要的影响，确保运行的安全性和效率成为了人们考虑的首要因素。
与此同时，在一般情况下，控制电路与功率MOSFET分开结构的反激式开关电源系统，具有运行成本高、开发周期长的特点，其结构的复杂性同时也增加了使用难度，降低了使用效率。
PowerIntegrations公司推出的第五代开关电源芯片TOP258，具有诸多优点，它将结合自启动电路、维系电路、PWM控制电路以及功率MOSFET等在一块，让得系统更加简单，运行成本降低，运行高效稳定。
故本设计将TOP258作为开关电源控制器，在此基础上开展设计和研究。
1 对TOP258开关电源控制器概述所谓TOP258，其为一款集成式开关电源芯片，可以把控制引脚输入电流转化成高压功率MOSFET开关输出的占空比。
按照器件的固有特性，MOSFET开关输出电压的占空比随着控制脚输入电流的增加而降低。
对于TOP258芯片来讲，其优点较多，不但拥有高压启动、自动重启、周期电流限制以及热关断等特点，还具备其他设计灵巧、减少运行成本以及增加电源性能等优点[1]。
光伏并网逆变器M及双闭环控制技术研究
光伏并网逆变器M及双闭环控制技术研究一、概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，可再生能源的开发和利用受到了广泛关注。
光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已经成为全球能源转型的重要方向。
光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备，其性能直接关系到整个系统的发电效率和电能质量。
对光伏并网逆变器及其控制技术的研究具有重要的现实意义和应用价值。
光伏并网逆变器的主要功能是将光伏电池板产生的直流电能转换为交流电能，并将其并入电网中供用户使用。
在这一过程中，逆变器需要实现最大功率点跟踪（MPPT），以最大化光伏电池板的发电效率同时，还需要保证并网电流的波形质量，减少对电网的污染。
为了实现这些功能，光伏并网逆变器通常采用双闭环控制技术，即外环控制负责调整逆变器的输出功率，内环控制则负责调节并网电流的质量。
目前，光伏并网逆变器的控制技术已经得到了广泛的研究和应用。
随着光伏发电系统规模的扩大和电网对电能质量要求的提高，传统的控制技术已经难以满足实际需求。
研究新型的光伏并网逆变器及其控制技术，提高系统的发电效率和电能质量，是当前光伏领域的重要研究方向。
本文将对光伏并网逆变器及其双闭环控制技术进行深入研究和分析。
介绍光伏并网逆变器的基本原理和结构详细阐述双闭环控制技术的基本原理和实现方法分析现有控制技术存在的问题和不足提出一种新型的光伏并网逆变器及其控制技术，并通过仿真和实验验证其有效性和优越性。
本文的研究成果将为光伏发电系统的优化设计和高效运行提供理论支持和技术指导。
1.1 研究背景与意义随着全球能源结构的转型和可持续发展理念的深入人心，光伏产业作为清洁能源的重要组成部分，正日益受到各国政府和科技界的关注。
光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备，其性能直接关系到电能转换效率、系统稳定性及电网接入质量。
研究和优化光伏并网逆变器的控制技术，对于提高光伏发电系统的整体性能、推动光伏产业的健康发展以及实现能源的绿色转型具有重要意义。
无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究
无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究一、本文概述随着全球对可再生能源需求的持续增长，光伏发电技术因其清洁、可再生、无污染的特性，受到了广泛关注。
光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备，其性能直接影响到整个系统的运行效率和电能质量。
传统的光伏并网逆变器通常采用变压器结构，虽然这种结构在一定程度上能够实现电气隔离和电压匹配，但也存在体积大、成本高、效率低等问题。
因此，研究无变压器结构的光伏并网逆变器拓扑及其控制策略，对于提高光伏系统的整体性能、降低成本、推动光伏发电技术的广泛应用具有重要意义。
本文首先介绍了光伏发电系统的基本原理和并网逆变器的功能要求，阐述了无变压器结构光伏并网逆变器的研究背景和必要性。
随后，文章详细介绍了无变压器结构光伏并网逆变器的拓扑结构，包括其基本原理、电路构成以及与传统变压器结构逆变器的区别。
在此基础上，文章重点研究了无变压器结构光伏并网逆变器的控制策略，包括最大功率点跟踪控制、并网电流控制、孤岛效应检测与保护等方面。
通过理论分析和仿真实验，验证了所提控制策略的有效性和优越性。
文章对无变压器结构光伏并网逆变器的应用前景进行了展望，并指出了进一步研究的方向和可能的挑战。
本文的研究成果将为光伏发电技术的发展提供新的思路和方法，有助于推动可再生能源技术的快速发展和应用。
二、无变压器结构光伏并网逆变器拓扑随着可再生能源的日益普及，光伏（PV）技术已成为一种重要的清洁能源解决方案。
光伏并网逆变器是光伏系统的核心组成部分，其设计对于提高系统的效率和可靠性至关重要。
传统的光伏并网逆变器通常采用变压器结构，但近年来，无变压器结构的光伏并网逆变器因其高效率、低成本和紧凑的设计而受到了广泛关注。
无变压器结构光伏并网逆变器拓扑主要基于直接功率转换技术，省去了传统的工频变压器，从而降低了系统的体积和重量。
这种拓扑结构的关键在于使用高效的电力电子开关器件和先进的控制策略，实现直流（DC）到交流（AC）的直接转换。
光伏微型逆变器拓扑结构研究与分析
光伏微型逆变器拓扑结构研究与分析摘要：为了更好地促进光伏发电作业的顺利开展，本文介绍了微型逆变器设计要素，阐述光伏电池技术参数，研究光伏微型逆变器拓扑结构，包括集中式结构、交流模块式结构、串型结构、多支路结构、主从结构等，对促进我国光伏事业的发展提供了新的思路与方向。
关键词：光伏微型逆变器；拓扑结构；集中式结构；变换器太阳能资源是我国清洁能源开发的重要类型之一，具有清洁、无污染、可持续利用的运用优势，在建筑领域及其他领域中被广泛运用，在太阳能光伏发电中，发电系统的研究是硬件设施开发的重要内容之一，光伏微型逆变器拓扑结构是当前太阳能光伏发电系统中的常见结构，能够促进太阳能资源的开发与运用，增强太阳能使用效率。
1.微型逆变器设计要素太阳能电池组件配备微型逆变器,目的在于提升系统转换效率。
微型逆变器拓扑结构在故障处理层面具有一定的运用优势。
运行中即使某一逆变器出现故障，并不会影响能量转换。
微型逆变器设计要求保证较高的变换效率。
网逆变器变换效率与发电系统运行效率之间有着紧密的联系。
微型逆变器与太阳能电池组件集成，工作中处于室外的运行环境，要求微型逆变器可靠性符合要求。
太阳能电池组件寿命与太阳能电池组件寿命一致。
微型逆变器与太阳能电池组件集成，要求检测体积尽量小。
并联太阳能电池组件过程中要求进行负载平衡控制。
为此利用高速片ADC采样电压与电流。
光伏逆变器MCU中具有双片上振荡器，有利于促进故障检测。
优化太阳能电池组件安装作业。
优化转换、系统监控与能量存储，保证系统整体运行性能[1]。
2.光伏微型逆变器技术参数光伏微型逆变器拓扑结构设计与选择过程中，要求与具体的运行参数相结合，灵活选择最为适宜的运行结构。
当前运用较为常见的结构类型有Flyback变换器拓扑结构，操作过程中具有较强的可靠性，保证逆变器开关频率适宜，并与体积控制相结合，促进两者之间达到良好的平衡。
利用微型逆变器拓扑能够将太阳能电池组件级效率30％。
光伏发电用单相dc-ac逆变器的控制设计
光伏发电用单相dc-ac逆变器的控制设计光伏发电用单相DC-AC逆变器的控制设计引言：随着环境保护意识的提升和能源需求的增长，光伏发电作为清洁能源的代表，得到了广泛的关注和应用。
在光伏发电系统中，光伏逆变器起着至关重要的作用，它能将直流电能转化为交流电能，并满足不同电气设备的用电需求。
本文将以光伏发电用单相DC-AC逆变器控制设计为主题，逐步阐述其工作原理和设计步骤。
一、光伏发电用逆变器的工作原理光伏发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为直流电能，而直流电能不能满足所有电器设备的供电需求，因此需要通过逆变器将直流电能转化为交流电能。
在物理层面上，光伏逆变器的工作主要包括电压变换和频率变换两个过程。
1. 电压变换光伏逆变器首先对输入的直流电压进行升压变换，使其能够满足交流负载的工作要求。
这一过程主要依靠逆变器的升压拓扑结构实现，常见的有单相桥式逆变结构、全桥式逆变结构等。
其中，单相桥式逆变器是最常用的逆变器结构之一，其基本原理是通过逆变器的开关管控制输入电压的占空比，从而实现输出电压的控制及调节。
2. 频率变换光伏逆变器在完成升压变换后，还需要将输出的直流电压转换为稳定的交流电压。
如果需要将光伏发电系统的输出纳入公共电网中，输出的交流电频率一般需要与公共电网的频率相匹配，即50Hz或60Hz。
因此，在逆变器中，还需要添加谐波滤波器和输出滤波器，以消除输出波形的谐波成分，并使其频率与公共电网保持一致。
二、光伏发电用单相DC-AC逆变器的控制设计步骤为了保证光伏逆变器的正常运行和输出电压的稳定性，需要进行相应的控制设计。
下面将详细介绍光伏发电用单相DC-AC逆变器的控制设计步骤。
1. 输入电流/电压检测首先，需要对光伏发电系统的输入电流和电压进行检测，以获取系统的运行状态和工作参数。
通过使用相应的传感器，可以实时检测输入电流和电压，并将检测结果传递给控制器进行处理。
2. 控制器选择根据具体的控制要求和应用场景，选择适合的控制器。
光伏逆变器中的电路拓扑结构设计与研究
光伏逆变器中的电路拓扑结构设计与研究随着太阳能光伏发电技术的迅速发展，光伏逆变器作为太阳能发电的重要组成部分，具有着越来越重要的作用。
光伏逆变器的作用是将太阳能电池模块发出的直流电转换为交流电，以供给电网使用。
电路拓扑结构是光伏逆变器设计中的重要部分，能够影响系统的性能和稳定性。
因此，本文将针对光伏逆变器中的电路拓扑结构进行设计与研究。
一、光伏逆变器电路拓扑结构的分类根据拓扑结构的不同，光伏逆变器可以分为单相桥式逆变器、三相桥式逆变器和多电平逆变器。
其中，单相桥式逆变器是一种简单的电路结构，适用于小型光伏发电系统；三相桥式逆变器更适合于较大规模的光伏发电系统；而多电平逆变器的逆变效率更高，也更加稳定，适用于大型光伏发电系统。
二、单相桥式光伏逆变器电路拓扑结构设计单相桥式光伏逆变器的电路结构简单，它将太阳能电池组成的直流电源通过开关管进行逆变，从而使得输出电压为交流电。
单相桥式光伏逆变器的设计中，采用了电感和电容进行过滤，以减小输出电压的波动度。
同时，为了保持输出电压的稳定性，还需要采用频率稳定器，通过调节频率来保持输出电压的稳定。
三、三相桥式光伏逆变器电路拓扑结构设计三相桥式光伏逆变器的电路结构比单相桥式光伏逆变器更为复杂，但是在大型光伏发电系统中，其性能和稳定性更加优越。
在三相桥式光伏逆变器的设计中，需要采用三相桥式整流器，将太阳能电池组成的直流电源变换为交流电。
然后，通过三相桥式逆变器将交流电转换为输出电压。
为了保证三相桥式光伏逆变器的稳定性，需要采用滤波器来减小输出电压的波动度。
此外，频率稳定器的设计中也十分重要，以保持输出电压的稳定性。
四、多电平光伏逆变器电路拓扑结构设计多电平光伏逆变器相比于单相桥式光伏逆变器和三相桥式光伏逆变器更加复杂，但是其逆变效率更高，输出电压波动度更小，稳定性更好。
在多电平光伏逆变器的设计中，我们需要采用多个桥式电路，并将其串联起来，以实现多电平输出。
多电平光伏逆变器的设计需要采用多个电感和电容进行过滤，同时还需要将频率稳定器进行升级，以保证输出电压的稳定性。
光伏逆变器夜间供电辅助电源的设计
光伏逆变器夜间供电辅助电源的设计雷雪婷（固德威技术股份有限公司）摘 要：光伏逆变器白天将太阳能光伏板产生直流电压转化成交流电输入到电网中，夜间光伏板不发电，逆变器没有能量来源停止工作后ＬＣＤ灯板会熄灭，通讯功能会中断，为满足客户夜间的一些功能需求如ＬＣＤ显示、４Ｇ通讯和ＲＳＤ模块持续工作等功能，现设计一款专为并网逆变器夜间工作的辅助电源，来满足客户需求，提升产品竞争力。
关键词：并网光伏逆变器；夜间供电；辅助电源０ 引言与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠。
光伏面板根据光生伏特效应原理，将太阳能转化为直流电能，接下来逆变器将这部分直流电转化为交流电接入电网中［１ ３］。
近年来，光伏行业竞争激烈，逆变器中各种新模块功能作为选配件也逐步配套起来，成为产品推出的一个亮点，产品实用性更强，竞争优势就更大，其中ＲＳＤ（ｒａｐｉｄｓｈｕｔｄｏｗｎ）功能在光伏逆变器中配套应用，ＲＳＤ简称快速关断，此设备主要特点是能够在电网发生故障或者人为切断等情况下，自动断开每个光伏组件的连接欸，从而减少组串的电压，保证系统中无高压，降低触电风险，提高安全性和实用性。
这就要求如果逆变器想带ＲＳＤ功能，就要给ＲＳＤ模组持续提供１２Ｖ电源，只要ＡＣ电网正常，ＲＳＤ就需要一直持续工作［４］。
并网逆变器不带电池储能，其辅助电源是从ＢＵＳ取电，当夜间光伏板无能量时，逆变器就不能工作，辅助电源随之关闭，ＬＣＤ显示屏和通讯功能也关闭。
为了增加产品的竞争力，设计一款专为逆变器夜间工作的辅助电源ＡＣＳＰＳ，ＡＣＳＰＳ的输入取电是来自电网，整流之后借助Ｆｌｙｂａｃｋ拓扑完成辅助电源设计，专为逆变器夜间ＬＣＤ／通讯／ＲＳＤ供电。
增加产品夜间供电的功能，也是提升逆变器产品的一项竞争力。
１ 原理与设计１ １ ＡＣＳＰＳ变压器设计反激拓扑适用于宽输入范围场合，设计成本低，稳定性高，已被广泛应用到辅助电源设计中，本方案采用单管反激拓扑。
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光伏逆变器电源设计及其控制技术研究
随着全球能源问题的日益凸显，太阳能作为一种清洁、环保、可再生的能源逐
渐被人们所重视。
然而，光伏电池发电在直流输出之后，需要经过逆变器将电能转换为交流电才能供电网络使用。
因此，光伏逆变器成为了光伏发电系统中至关重要的一个部分，其能耗、性能和可靠性都直接关系到光伏发电系统的整体效益。
本文主要介绍光伏逆变器电源设计及其控制技术研究。
一、光伏逆变器电源设计
光伏逆变器电源设计是光伏逆变器的核心之一，光伏逆变器的性能和能源的利
用效率取决于设计的优劣。
一般分为三类：
1.单相电源的设计
单相电源的设计是比较简单的，可以使用一个全波整流桥简单实现，但是需要
注意的是负载的功率要小于逆变器的输出功率，否则容易出现电网波形变形的问题。
2.三相电源的设计
三相电源的设计比单相的要复杂一些，需要使用独立的电源模块实现三相全波
整流，而电源的谐波含量比较大，需要进行合理的抑制和过滤。
3.电池供电的设计
有些光伏逆变器需要使用电池进行供电，这样可以避免电网故障时对电池组的
保护，电池供电的电源需要进行设计控制，确保电量的均衡和延长电池的使用寿命。
二、光伏逆变器控制技术研究
光伏逆变器控制技术研究是光伏逆变器性能优化的主要方向，可以从以下几个
方面进行优化：
1. MPPT技术
最大功率点跟踪（MPPT）技术是在光伏发电过程中对太阳能电池板输出功率进行实时监控和调整，使其输出最大电功率的技术。
MPPT 技术可以提高光伏发电系统的能量利用率，使系统输出更高的电能。
2. 科学控制算法
光伏逆变器的控制算法是影响其性能的关键因素之一。
科学的控制算法可以控制逆变器输出电流，避免电网的过电流、过电压现象，提高逆变器的性能和工作效率。
3. 增强逆变器的稳定性
电力系统的稳定性对于逆变器的安全运行和电力质量具有重要意义。
逆变器的稳定性是指其能够适应各种不同负载情况，并且保持低失真率，使其输出电流和电压稳定在合适的范围内。
4. 故障处理
光伏逆变器故障处理是在逆变器故障时对其进行监测和判断，使其快速处理故障，并且保护逆变器的安全运行。
逆变器故障处理有助于维护系统的稳定性和使用寿命。
结论
在光伏发电系统中，逆变器是非常重要的一个部分，其功能是将直流电转换为交流电，以供电网使用。
光伏逆变器的电源设计和控制技术研究是提高其性能和效率的关键。
本文主要介绍了光伏逆变器电源设计和控制技术研究的相关内容，希望能够对读者在光伏发电系统中的相关工作有所帮助。