5kw储能型光伏发电系统并网逆变器硬件电路设计(附件)
随着社会的发展以及科技的进步，人类对于能源的需求越来越高。为了缓解对煤矿，石油等不可再生能源的索取。人类开始把目光转向可再生能源。其中太阳能能量巨大，利用率相对较好。因此开始出现分布式发电，集中式发电以及并网发电。虽然对于太阳能利用的方式有很多，但各自也有各自的缺陷，所以开始衍生出了一种微电网形式。它是有分布式电源，储能装置，检测装置以及保护装置组成。可以高效的对分布式发电进行利用，减少污染。本文针对小型直流微网进行研究，通过直流侧电流直接接入三相全桥逆变电路，通过逆变，然后经过LCL滤波电路来抑制电网产生的谐波扰动，通过锁相环使输出的波形和电网同频同相，然后稳定的传送到电网中实现稳定运行。另外三相全桥逆变器采用前馈解耦的双闭环控制方法，结合SVPWM控制策略去实现对空间电压矢量的控制，降低谐波含量，使得输出的波形稳定。然后通过MATLAB仿真输出稳定的波形。关键词 逆变器，LCL滤波，SVPWM控制
目 录
1 绪论1
1.1 选题的背景和意义1
1.2 光伏发电存在的优缺点1
1.3 储能型光伏发电系统 2
1.4 光伏并网逆变器的发展2
1.4.1 光伏并网逆变器的分类2
1.5 本文研究的内容3
2 储能型光伏并网逆变器主电路控制方法 3
2.1 前馈解耦双闭环控制 7
2.2 PI调节8
2.3 锁相环技术 9
3 并网逆变器电路参数设计 9
3.1 逆变电路 9
3.1.1 三相全桥逆变电路的工作原理10
3.1.2 开关管的选取10
3.2 滤波电路10
3.3 LCL滤波参数的设计11
3.3.1 LCL滤波电感的设计11
3.3.2 LCL滤波电容的设计11
4 基于DSP28335的硬件电路设计12
4.1 电源电路的设计13
4.2 晶振电路设计13
4.3 驱动电路设计14
4.4 采样电路设计15
4.4.1 交流侧电流采样电路 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
15
4.4.2 交流侧电压采样电路15
4.5 调理电路的设计15
5 基于并网逆变器的控制策略及逆变波形仿真 16
5.1 PWM控制技术16
5.2 SPWM控制技术16
5.3 SVPWM控制技术 17
5.4 SVPWM控制技术扇区矢量计算17
5.5 SVPWM中各模块的仿真19
5.6 三相并网逆变器主电路仿真21
结论 23
致谢 24
参考文献25
附录A PCB主电路板26
附录B DSP26335板26
附录C 逆变器控制板27
1 绪论
1.1选题的背景和意义
现如今世界的科技水平发展越来越快，自从工业革命以来，大机器，交通工具，电器等等各式各样的机器设备开始出现在人类的生活当中。人类对于机器的需求愈来愈大，开始依赖高科技设备。因此，对于机器的依赖也就导致了一个结果，那就是人们开始不断的对地球开始索取能源，石油，天然气，煤矿等等。人们过度的开采能源也滋生了许多的环境问题：雾霾、温室效应，臭氧层空洞，沙尘暴，海水污染等等。同样的这些环境问题就如蝴蝶效应一样也在危害这人类的生存和健康。
太阳能相对于其他可再生能源来说能过更加方便的利用起来。太阳能是太阳的内部发生了聚变产生了巨大的核能所形成的。如果按地球赤道的周长约40000km来算，太阳能辐射强度平均照射到地球上大约为1370w/m2，所以可以得出地球大约可以获得17300TW的能源。虽然这能源只有太阳所发出的能源的22亿分之一，但已经是难以想象的能量的。太阳能与其他化石能源相比有如下的有点：
一、太阳能照射范围广，免去了开采，运输降低了成本，能够随时随地利用。
二、太阳能能量大，几乎是取之不尽用之不竭的，不需要担心能源的枯竭。
三、太阳能是世界上最绿色的能源之一，不会对环境造成污染。是进行可持续发展不可或缺的能源。
1.2 光伏发电存在的优缺点
太阳能光伏发电可分为两种：光热发电和光伏发电。光伏发电的原理就是通过光生伏特效应直接将光能转换为电能。光伏发电的发展速度，效率和和前景都要比光热发电好，相比传统的燃料发电更加的绿色环保。但是光伏发电产业的发展也面临的一 列的问题。
1.产能过剩。近年来我国光伏产业发展迅速。其中多晶硅是光伏发电的重要组成部分。有些企业为了高效率生产多晶硅导致硅的质量下降，销售不出去从而形成了产能过剩，但是好的多晶硅依然是高价格，导致了市场上还是会出现供不应求的现象。
2.成本高。光伏发电的器件成本是非常高的。尤其是多晶硅的生产，并且我国对于多晶硅的生产技术不成熟。高精度的提炼技术依旧掌握在发达国家中。
3.光伏发电技术受环境因素限制。光伏发电不仅受到自身元器件成本高影响，而且也受到外界环境因素影响。光照不稳定会受到阴雨天，温度的影响，并且光照产生 的电流不稳定，存在波动。
1.3 储能型光伏发电系统
光伏发电主要分为离网发电和并网发电。并网式发电是目前光伏发电的主要形式和研究的方向。光伏型并网发电按功能可以分为两种。一种是不带有储能装置的的光伏发电系统，另一种就是带有储能型的光伏并网发电系统。第一类发电模式虽然造价成本相对较低，但是会受到环境因素影响输出电流不稳定。后者增加了储能系统，储藏的能量可以根据认为需要进行输出，不会受到外界环境的制约，更加的灵活，可靠。
1.4 光伏并网逆变器的发展
并网逆变器是连接光伏阵列以及电网的中间装置[5]。它的原理就是将输入的直流转换成稳定的220V/50Hz的交流电压送入电网。它的原理最早实在1931年的时候提出来的。电力电子技术是现如今的逆变器的基础。逆变器的发展大致分为三个阶段：
目 录
1 绪论1
1.1 选题的背景和意义1
1.2 光伏发电存在的优缺点1
1.3 储能型光伏发电系统 2
1.4 光伏并网逆变器的发展2
1.4.1 光伏并网逆变器的分类2
1.5 本文研究的内容3
2 储能型光伏并网逆变器主电路控制方法 3
2.1 前馈解耦双闭环控制 7
2.2 PI调节8
2.3 锁相环技术 9
3 并网逆变器电路参数设计 9
3.1 逆变电路 9
3.1.1 三相全桥逆变电路的工作原理10
3.1.2 开关管的选取10
3.2 滤波电路10
3.3 LCL滤波参数的设计11
3.3.1 LCL滤波电感的设计11
3.3.2 LCL滤波电容的设计11
4 基于DSP28335的硬件电路设计12
4.1 电源电路的设计13
4.2 晶振电路设计13
4.3 驱动电路设计14
4.4 采样电路设计15
4.4.1 交流侧电流采样电路 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
15
4.4.2 交流侧电压采样电路15
4.5 调理电路的设计15
5 基于并网逆变器的控制策略及逆变波形仿真 16
5.1 PWM控制技术16
5.2 SPWM控制技术16
5.3 SVPWM控制技术 17
5.4 SVPWM控制技术扇区矢量计算17
5.5 SVPWM中各模块的仿真19
5.6 三相并网逆变器主电路仿真21
结论 23
致谢 24
参考文献25
附录A PCB主电路板26
附录B DSP26335板26
附录C 逆变器控制板27
1 绪论
1.1选题的背景和意义
现如今世界的科技水平发展越来越快，自从工业革命以来，大机器，交通工具，电器等等各式各样的机器设备开始出现在人类的生活当中。人类对于机器的需求愈来愈大，开始依赖高科技设备。因此，对于机器的依赖也就导致了一个结果，那就是人们开始不断的对地球开始索取能源，石油，天然气，煤矿等等。人们过度的开采能源也滋生了许多的环境问题：雾霾、温室效应，臭氧层空洞，沙尘暴，海水污染等等。同样的这些环境问题就如蝴蝶效应一样也在危害这人类的生存和健康。
太阳能相对于其他可再生能源来说能过更加方便的利用起来。太阳能是太阳的内部发生了聚变产生了巨大的核能所形成的。如果按地球赤道的周长约40000km来算，太阳能辐射强度平均照射到地球上大约为1370w/m2，所以可以得出地球大约可以获得17300TW的能源。虽然这能源只有太阳所发出的能源的22亿分之一，但已经是难以想象的能量的。太阳能与其他化石能源相比有如下的有点：
一、太阳能照射范围广，免去了开采，运输降低了成本，能够随时随地利用。
二、太阳能能量大，几乎是取之不尽用之不竭的，不需要担心能源的枯竭。
三、太阳能是世界上最绿色的能源之一，不会对环境造成污染。是进行可持续发展不可或缺的能源。
1.2 光伏发电存在的优缺点
太阳能光伏发电可分为两种：光热发电和光伏发电。光伏发电的原理就是通过光生伏特效应直接将光能转换为电能。光伏发电的发展速度，效率和和前景都要比光热发电好，相比传统的燃料发电更加的绿色环保。但是光伏发电产业的发展也面临的一 列的问题。
1.产能过剩。近年来我国光伏产业发展迅速。其中多晶硅是光伏发电的重要组成部分。有些企业为了高效率生产多晶硅导致硅的质量下降，销售不出去从而形成了产能过剩，但是好的多晶硅依然是高价格，导致了市场上还是会出现供不应求的现象。
2.成本高。光伏发电的器件成本是非常高的。尤其是多晶硅的生产，并且我国对于多晶硅的生产技术不成熟。高精度的提炼技术依旧掌握在发达国家中。
3.光伏发电技术受环境因素限制。光伏发电不仅受到自身元器件成本高影响，而且也受到外界环境因素影响。光照不稳定会受到阴雨天，温度的影响，并且光照产生 的电流不稳定，存在波动。
1.3 储能型光伏发电系统
光伏发电主要分为离网发电和并网发电。并网式发电是目前光伏发电的主要形式和研究的方向。光伏型并网发电按功能可以分为两种。一种是不带有储能装置的的光伏发电系统，另一种就是带有储能型的光伏并网发电系统。第一类发电模式虽然造价成本相对较低，但是会受到环境因素影响输出电流不稳定。后者增加了储能系统，储藏的能量可以根据认为需要进行输出，不会受到外界环境的制约，更加的灵活，可靠。
1.4 光伏并网逆变器的发展
并网逆变器是连接光伏阵列以及电网的中间装置[5]。它的原理就是将输入的直流转换成稳定的220V/50Hz的交流电压送入电网。它的原理最早实在1931年的时候提出来的。电力电子技术是现如今的逆变器的基础。逆变器的发展大致分为三个阶段：
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