西安电子科技大光伏并网发电模拟装置王超_New

西安电子科技大光伏并网发电模拟装置王超

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C2000参赛项目报告（命题组）

题目：光伏并网发电模拟装置

学校：西安电子科技大学

指导教师：郭万有（教授）

参赛队成员名单（含个人教育简历）：

王超、研究生、西安电子科技大学

郝爽、本科生、西安电子科技大学

白谱伟、研究生、西安电子科技大学

光伏并网发电模拟装置

王超郝爽白谱伟

（西安电子科技大学电子工程学院邮编710071）

摘要：本系统涉及三大关键技术：全桥驱动电路、H桥功率变换电路、低通滤波器。系统以全桥驱动电路为核心，以TMS320F2808数字信号控制器为主控制器和SPWM信号发生器。根据输出电压采样值，调整SPWM信号幅度，实现最大功率点跟踪。根据鉴相器得到的输出信号和参考信号的频率信息和相位信息，对SPWM信号做出调整，实现频率跟踪和相位跟踪。

[关键词] 全桥驱动H桥功率变换变频低通滤波器TMS320F2808 SPWM Grid simulator based on TMS320F2808

Wangchao, haoshuang, baipuwei

(School of Electrical Engineering, Xidian University)

Abstract：

The system contains three key technology: full bridge driving circuit、H bridge power converter circuit and variable low pass filter. The core of the system is the full bridge circuit and the main controller is the TMS320F2808. The magnitude of SPWM is adjusted based on the output voltage sampling, so that the output power keep being the largest. The output frequency is following the reference frequency based frequency information and phase information from phase detector.

[Key Words] full bridge driving H bridge variable low pass filter

TMS320F2808 SPWM

1.引言

我们的题目是设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，将模拟光伏电池发出的直流电转化为与电网模拟参考信号同频同相的交流电而实现模拟并网。

尽管寻找新能源的工作已经有悠久的历史了，但是能源的日益短缺已经迫使人们更加努力的寻找和开发新能源。在这个过程中，人们很自然的把目光投向了各种可再生的替代能源。光伏发电就是其中之一。光伏发电以其能源清洁性、资源的充足性及潜在的经济性等优势，在世界范围内受到高度重视。随着造价日益降低，其应用越来越广泛。

在工业控制领域，外设丰富，性能强大的通用控制处理器已经成为主流。TI公司生产的c2000系列DSP便是其中的典型代表，本系统采用TMS320F2808作为主处理器，完成平台的各项处理功能。

2.系统指标

本设计达到了该题目要求的所有基本指标和的发挥部分指标，并在此基础上进行了扩展。其测试记录如表2.1。

类

型

序号项目与指标测试记录

基本要求

(1)

最大

功率

点跟

踪功

能

R L=30Ω时，测量R S=30Ω

和R S=36Ω时的U d，分别记

为U d1和U d2

U S= 60.0 V

U d1= 29.8 V，U d2= 29.8 V R S=30Ω时，测量R L=30Ω

和R L=36Ω时的U d，分别

记为U d1和U d2

U S= 60.0 V

U d1= 29.8 V，U d2= 29.8 V (2)

频率跟踪功能：

R S=R L=30Ω时，测量

不同f REF下的f F

f REF=45Hz f F= 44.75 Hz

f REF=50Hz f F= 50.30 Hz

f REF=55Hz f F= 55.25 Hz

(3)

R S=R L=30Ω时，测量效率：

η≥60%满分，每降低1%扣1分

U o1= 29.4 V I o1= 0.86 A

U d= 29.9 V I d= 0.95 A

η= 82.9 %

(4)

R S=R L=30Ω时，测量u o的失真度：

THD≤5%满分，每增加1%扣1分

THD= 0.77 %

(5) 欠压保护

欠压保护功能（有）；

动作电压U d（th）= 24.9 V

(6) 过流保护功能

过流保护功能（有）；

动作电流I o（th）= 1.45 A 工艺

基本要求总分

发挥部分(1) η≥80%满分，每降低1%扣0.5分η=82.9 %

(2) THD≤1%满分，每增加1%扣1分THD= 0.77 %

(3)

相位跟踪功能：

R S=R L=30Ω时，

测u F与u REF的

相位差∆ϕ

测量不同f REF下

的∆ϕREF

45Hz

=

f：

1

∆ϕ=(<3°)

=

REF

50Hz

f：

2

∆ϕ=(<3°)

=

REF

55Hz

f：

3

∆ϕ=(<3°)

测量容性负载下

的∆ϕ

REF

45Hz

=

f：

1

∆ϕ=(<3°)

=

REF

50Hz

f：

2

∆ϕ=(<3°)

=

REF

55Hz

f：

3

∆ϕ=(<3°)

(4) 自动恢复功能有

(5) 其他参数显示，异常报警

表2.1 光伏并网发电模拟装置测试记录