基于STM32的20KW光伏離網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)及MPPT技術(shù)的研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，常規(guī)能源大規(guī)模消耗引發(fā)的能源危機(jī)和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，人類(lèi)越來(lái)越重視對(duì)綠色新能源的開(kāi)發(fā)和利用。其中，太陽(yáng)能以其清潔、環(huán)保、無(wú)污染、取之不盡用之不竭等優(yōu)點(diǎn)而深受人們的青睞。光伏發(fā)電作為太陽(yáng)能利用的一種重要形式，也得到了迅速的發(fā)展，并成為新能源應(yīng)用領(lǐng)域的重點(diǎn)研究課題。光伏離網(wǎng)逆變器作為光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的核心裝置，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效率、穩(wěn)定性及成本具有決定性作用。因此，為提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率、改善其控制能

2、力，研究一種高性能的光伏離網(wǎng)逆變器具有重要意義。
　　本文圍繞光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的高效率發(fā)電技術(shù)和逆變控制技術(shù)進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)研究了單相全橋光伏離網(wǎng)逆變器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了全橋逆變電路的工作原理。研究了面積中心等效SPWM控制算法及電壓電流雙閉環(huán)PI控制算法，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)逆變器的穩(wěn)壓控制。
　　(2)重點(diǎn)研究了光伏陣列的輸出特性、最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制算法和蓄電池充電特性。在對(duì)比分

3、析幾種常見(jiàn)MPPT控制算法的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)型變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察的MPPT控制方法，同時(shí)介紹了幾種實(shí)現(xiàn)MPPT算法的常用DC/DC變換電路，對(duì)Boost變換電路的原理進(jìn)行了分析，并基于Boost電路建立了改進(jìn)型變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法MPPT控制系統(tǒng)的Matlab/Simulink仿真模型，仿真結(jié)果表明改進(jìn)型變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察的MPPT算法能有效地跟蹤太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)，提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能;設(shè)計(jì)了帶MPPT和恒壓充電功能的光伏充電控

4、制器，有效地提高了光伏陣列的利用率并實(shí)現(xiàn)了蓄電池充電控制的優(yōu)化。
　　(3)給出了20KW光伏離網(wǎng)逆變器的主電路元件參數(shù)及部分硬件電路的原理圖設(shè)計(jì)。
　　(4)給出了詳細(xì)的軟件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和各功能子模塊的軟件流程圖，重點(diǎn)闡述了帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)腄SPWM控制信號(hào)、穩(wěn)壓控制及信號(hào)檢測(cè)的軟件實(shí)現(xiàn)方法。
　　(5)在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，研制了基于STM32F103VE的單相20KW光伏離網(wǎng)逆變器樣機(jī)，并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試