并網發電模擬裝置設計畢業設計說明書(留存版)

　　

【正文】 低通濾波器濾除 eV 中的高頻信號后得到 cV ，再由 cV 來控制壓控振蕩器來改變輸出信號 outV的頻率和相位來逼進 acV 的頻率和相位。相位跟蹤一般采用鎖相環技術 (PhaseLocked Loop,PLL)來實現。 自舉電容的參數選擇： 在逆變電路中我們采用功率開關管 IRF540。如上所述 IR2110 的特點，可以為裝置的設計帶來許多方便。另外，開 關瞬間電壓或電流的急劇變化形成很大的或，會產生強的電磁干擾；高頻 還會在線路和器件的分布電容和電感上引起沖擊電流和尖峰電壓。對于三相 SPWM 型變換器來說，三相輸出的對稱性也變差。其原理：沖量相等而形狀不相等的窄脈沖加在具有慣性的環節上時，器效果基本相同（沖量即指窄脈沖的面積）。 ?ttt ?? 24 稱為換流時間。 如 圖 ， 4 橋臂，每橋臂晶閘管各串一個電抗器 TL 限制晶閘管開通時的 dtdi/ 。為了給交流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯了反饋二極管。如果使用 1x 或 10x 增益，可得到 8 位分辨率。這是由于 OCR1x 在 BOTTOM 得到更新， 上升與下降斜坡長 度始終相等。相頻修正修正 PWM 模式的 PWM 分辨率可由 ICR1 或 OCR1A 定義。此時 TOV1 有點 像 第 17位，只是只能置位，不會清零。 本次設計應用到的單片機資源有 片內定時器、 ADC 和 外部 中斷。它們同樣采用變壓與公共母線隔離，方案一的變壓器為工頻升壓變壓器，而方案二的變壓器可以為升壓變壓器或隔離變壓器，主要視逆變后的電壓而定。軟件設計是分析設計的硬件用程序實現其功能，并且調試優化產品功能。 第 6 頁 共 50 頁 本文的主要任務 本文利用 AVR 單片機作為主控制器搭建逆變并網控制電路。 當 網絡 中某臺并網逆變器出現故障時，群控器使其和交直流母線斷開，實現整個系統 的冗余運行。 就我國的現狀而言，光伏發電應用還出于初始階段，離大規模應用還有相當長的路路要走。 目前所利用的的能源主要是 化石能源 ，而石油、煤炭等化石資源 是 重要的不可再生的 化工原料，不該作為燃料耗盡；另外，正由于化石燃料的利用，釋放了大量的 SO2 和 CO2， SO2 會引起酸雨，影響農作物，侵蝕建筑物；大量的 CO2 加劇了全球的溫室效應，使得全球溫度升高，破壞生態系統，惡化人類生活環境。several methods of MPPT(Maximum Power Point Tracking) is analyzed,the desirably observe method is researched and adopted to solve MPPT。相對于風能、潮汐能、生物能、地熱能等可再生綠色能源光伏發電具有獨特的優勢。s current installed capacity of % in 20xx. As of the end of 20xx, China39。同時，對獨立 光伏發電也是適用的。截止到 20xx年年底，全球太陽能電池累計安裝量已達到 。當日落時，群控器發出命令，逐臺退出逆變器。因此 MPPT 控制對并網 發電的效率影響很大。 硬件設計是通過對設計要求的分析，對各種元器件的了解，而得出分立元件與集成塊的某些連接方法，以達到設計的功能要求。因此，在設計方案時主要考慮逆變器的拓撲結構（如 圖 ） 。 （ 5） 四通道 PWM。在此模式下計數器不停地累加。與單斜坡操作相比，雙斜坡操作可獲得的最大頻率要小。 改變 TOP 值時必須保證新的 TOP 值不小于所有比較寄存器的數值。器件還支持 16 路差分電壓輸入組合。直流側的電壓基本無脈動，直流回路呈現低 阻抗。 （ 3） 直流側電感起緩沖無功能量的作用，不必給開關器件反并聯二極管。 4 個晶閘管全部導通，負載電壓經兩個并聯的放電回路同時放電。 由于沒有買到合適的型號，暫用 IRF540 代替（ 100V， 28A）。在調制信號的半個周期內，輸出脈沖的個數不固定，脈沖相位也不固定，正負半周期的脈沖不對稱。因此， SPWM 的開關頻率愈高，諧波含量愈少。 5V的偏移量；工作頻率高，可達 500kHz；開通、關斷延遲小，分別為 120ns 和 94ns；圖騰柱輸出峰值電流為 2A。為了減少電荷損失，應選擇反向漏電流小的快恢復二極管 。總體的應用軟件設計如圖 主程序 主程序的任務是初始化各個功能模塊和分配寄存器空間、生成基準 SPWM 表格 。而隨著 DSP 等微處理器發展起來的軟件鎖相環 (SPLL,SoftPLL)不但解決 APLL 方法的不足，而且還降低了成本，因此得到廣泛的應用。 其輸入輸出仿真波形如圖 圖 方波為輸出波形，正弦波為輸入波形 AD 采樣電路 本次設計需要測量的電量有電流和電壓。當 HIN 為低電平時， 2MV 開通， 1MV 斷開， 1S 柵電荷經 1gR 、 2MV 迅速釋放， 1S 關斷。 因此， 由單片機發生的 SPWM 波不能直接驅動逆變橋工作， 第 21 頁 共 50 頁 必須經過帶有電磁隔離的驅動電路來驅動逆變橋工作。因此，在采用同步調制方式時的低頻段，希望盡量提高載波比。延遲時間的長短主要由功率開關器件的關斷時間決定。 已知 電源電壓的變化范圍（ 25V～ 48V），變壓器的變比應為 K。因基波頻率接近負載電路諧振頻率，故負載對基波呈高阻抗，對諧波呈低阻抗，諧波在負載上產生的壓降很小，因此負載電壓波形接近正弦波。 圖 電壓型逆全橋逆變電路 及其工作波形 輸出電壓定量 分析 ： Ou 成傅里葉級數 第 15 頁 共 50 頁 (33) 基波幅值 (34) 基波有效值 (35) Ou 為正負各 180186。基準電壓可以通 第 14 頁 共 50 頁 過在 AREF 引腳上加一個電容進行解耦 ， 以更好地抑制噪聲。要想真正輸出信號還必須將 OC1x 的數據方向設置為輸出。方框圖同時包含了普通 PWM 輸出以及反向 PWM 輸出。但是不推薦在普通模式下利用輸出比較來產生波形，因為會占用太多的 CPU 時間。 （更多的資料參考 Atmage16使用說明） （ 2）定時器說明： Atmage16 的 8 位和 16 為定時器都具有 PWM 功能。因此，在 這里提出了如圖 6 所示的控制框圖 。 ） V。保護反饋模塊用 AD 采樣反饋 來進行控制。對于這兩個影響的嚴重性，學術界爭論一直沒停止過，介于此危害的可能性，歐洲 一些國家（如英國和意大利）明確禁用無變壓器隔離的光伏并網發電系統，然而一些研究表明無變壓器隔離而引起的影響是可以忽略不計的也不會導致危險，不過還是推薦：電容電流不要超過“危險電流” (大約 10mA)。 光伏發電并網功率變換技術 太陽能功率變換器，電路拓撲的選擇相當重要，因為電路拓撲主要關系著效率、成本、安全以及可靠性。至于光伏發電成本何時能降到與常規能源發電成本相當，各國給 出的預期有所不同。相對于其他能源而言太陽 能是取之不盡用之不竭的清潔能源 ，是代替化石能源的理想選擇 。討論研究了功率變換電路的拓撲形式，并且根據實際情況，本文選擇了帶變壓器的采用單級隔離式結構。 本文同時也介紹了光伏并網發電的發展現狀、關鍵技術和研究熱點。 PV 目 錄 引 言 ...........................................................................................................1 1 緒 論 ........................................................................................................2 課題的背景及意義 ..................................................................................................................2 光伏發電并網技術 ..................................................................................................................3 光伏電池的模型 .............................................................................................................. 3 光伏發電并網功率變換技術 .......................................................................................... 3 光伏發電并網控制技術 .................................................................................................. 5 本文的主要任務 .....................................................................................................................6 2 方案設計 ..................................................................................................7 本次設計的具體要求 ..............................................................................................................7 方案的提出 ............................................................................................................................7 方案控制策略 .........................................................................................................................9 3 硬件設計 ................................................................................................ 10 主控芯片介紹 ....................................................................................................................... 10 逆變主電路的設計 ................................................................................................................ 14 電壓型逆變電路 ............................................................................................................ 14 電流型逆變電路 ............................................................................................................ 15 主逆變電路設計分析 .................................................................................................... 17 SPWM 發生電路 ................................................................................................................... 18 SPWM 調制方式 ............................................................................................................ 18