【摘要】：光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)是一種利用太陽能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。本課題就是研究設(shè)計開發(fā)高效的、高性能的基于FPGA光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng),具有重要的社會意義和較大的經(jīng)濟(jì)意義。本課題以光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)為研究對象,圍繞光伏并網(wǎng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、最大功率點跟蹤(MPPT)技術(shù)、逆變器的SVPWM控制等關(guān)鍵問題,從控制策略的分析比較、有關(guān)算法的MATLAB仿真、控制系統(tǒng)的FPGA硬件實現(xiàn)等方面,進(jìn)行了較為深入的研究,主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:首先在概括介紹光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了綜述,并簡單介紹了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的類型及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),指出了光伏并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)的主要技術(shù)難點。接著分析了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的工作原理,并對各組成部分進(jìn)行了設(shè)計仿真,包括光伏電池的特性研究及設(shè)計仿真,DC-DC變換器、鎖相環(huán)原理及設(shè)計仿真,橋式逆變電路設(shè)計及選擇等內(nèi)容。針對MPPT實現(xiàn)方式,首先對各種基于采樣數(shù)據(jù)的直接MPPT控制算法、人工智能MPPT控制算法進(jìn)行了分析比較。在此基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)型的電導(dǎo)增量MPPT算法,較傳統(tǒng)的電導(dǎo)增量MPPT算法,增加了全微分和變步長,可以快速準(zhǔn)確地追蹤到最大功率點,減少了追蹤范圍和時間,避免了在最大功率點附近的反復(fù)震蕩,減小了系統(tǒng)誤差,使系統(tǒng)運行效果優(yōu)良,并且容易在FPGA芯片上實現(xiàn)。對于光伏并網(wǎng)逆變器控制方式的問題,介紹了電壓外環(huán),電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控。PWM調(diào)制方式采用空間矢量脈寬調(diào)制方式。最終通過SVPWM來驅(qū)動開關(guān)管實現(xiàn)逆變過程。經(jīng)過分析研究,驗證了設(shè)計的可行性。最后,對光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)進(jìn)行了研究,包括MPPT模塊和SVPWM的設(shè)計、Verilog HDL編程、仿真和硬件驗證。實驗結(jié)果表明,有關(guān)程序設(shè)計時是正確的,在FPGA中實現(xiàn)了最大功率跟蹤及SVPWM調(diào)制功能,相對于DSP實現(xiàn)的系統(tǒng),FPGA控制系統(tǒng)的可靠性高、實時性強(qiáng)、能源轉(zhuǎn)換效率高、系統(tǒng)穩(wěn)定性好,并且可現(xiàn)場編程、在線升級。
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM464
【圖文】：

圖 1-1 全球年度累計光伏裝機(jī)容量統(tǒng)計圖2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與國際上其他國家相比較，我國開始光伏產(chǎn)業(yè)的時間還是相對較短，，但是這并沒有影響其發(fā)展。通過國內(nèi)各企業(yè)及技術(shù)人員的不懈努力

單級式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖 1-3 雙極并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相對于單級式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，兩級式在光伏陣列和逆變器之間增加了一個DC/DC 變換器。通過 DC/DC 變換器可以將光伏陣列輸出的直流電壓經(jīng)過一系列調(diào)節(jié)得到逆變器所需的電壓等級，且最大功率點追蹤可以由 DC/DC 變換器來完

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2772071