參賽類別：逆變/UPS電源類

[摘要]在20世紀(jì)的世界能源結(jié)構(gòu)中，人類所利用的能源主要是石油、天然氣和煤炭等一次性能源。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增加和社會(huì)生活水平的提高，能源消費(fèi)量日益增長，世界上已經(jīng)出現(xiàn)了能源危機(jī)。世界各國都在積極尋找一種可持續(xù)發(fā)展且無污染的新能源，其中太陽能作為一種高效無污染且可持續(xù)發(fā)展的新能源，尤其受到廣泛的重視。太陽能光伏利用的主要形式為太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，在此背景下，本文在太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、控制算法研究、系統(tǒng)仿真等方面進(jìn)行了深入探索。

本文在充分分析近年來光伏發(fā)電領(lǐng)域重要研究成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套三相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制電路給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。以DSP TMS320F2812為控制核心，實(shí)現(xiàn)了電路保護(hù)、數(shù)據(jù)采集、參數(shù)設(shè)置等功能，為各種光伏并網(wǎng)控制算法提供了靈活可靠的硬件平臺(tái)。在軟件方面介紹了SPWM的控制算法，在分析現(xiàn)有最大功率跟蹤(MPPT)方法的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有方法進(jìn)行了改進(jìn)，把模糊控制引入到最大功率跟蹤中，并給出了模糊控制規(guī)則庫另外分析了并網(wǎng)中存在的孤島效應(yīng)問題，并改進(jìn)了現(xiàn)有解決方法。

[關(guān)鍵詞] 太陽能；光伏并網(wǎng)；最大功率跟蹤(MPPT)；DSP；孤島效應(yīng)

Abstract : In the 20th century,the world’s energy structure,the use of human energy is mainly oil,natural gas and coal,and other one-time energy.Along with the economic development,population growth and social improvement of living standards,energy consumption growth,the world’s energy crisis has already emerged,Countries all over the world to actively seek a sustainable development of new and clean energy.The highly efficient solar energy as a clean and sustainable development of new energy sources,particularly wide attention.And the use of photovoltaic solar energy will be the main form of solar photovoltaic systems and network hardware design,control algorithms,system simulation,carried out in-depth exploration.

   This paper studies in recent years in the full field of photovoltaic generating important research results on the basis of a three-phase design of photovoltaic power generation system and network,the topology of the system design,contol circuit design is given a detailed design features.DSPTM320F2812 for the control of the core to core to achieve the current protection,data acquisition,parameter setting,and other functions,and for various photovoltaic network control algorithm provides a flexible and reliable hardware platform.In the software control on the space vector PWM control algorithm,in the analysis of existing maximum power point tracking(MPPT) method is presented based on the use of fuzzy control of the maximum power point tracking,and gives the fuzzy control rules.And the other of the island in the net effect of the problem,and presents a solution.

Key words：Solar；Photo votage grid connected；MPPT;DSP；Islanding effect

1 緒論

隨著人類社會(huì)的發(fā)展，能源的消耗量正在不斷增加，世界上的化石能源總有一天將達(dá)到極限。同時(shí)，由于大量燃燒礦物能源，全球的生態(tài)環(huán)境日益惡化，對(duì)人類的生存和發(fā)展構(gòu)成了很大的威脅。在這樣的背景下，太陽能作為一種巨量的可再生能源，引起了人們的重視，各國政府正在逐步推動(dòng)太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而在我國，光伏系統(tǒng)的應(yīng)用還剛剛起步，市場(chǎng)狀況尚不明朗。相信作為當(dāng)今發(fā)展最迅速的高新技術(shù)之一，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，特別是光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)將為今后的電力工業(yè)以及能源結(jié)構(gòu)帶來新的變化。

太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，與其他新能源相比是最理想的可再生能源。特別是近幾十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，太陽能及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)成為世界發(fā)展最快的行業(yè)之一。因?yàn)樗哂幸韵碌奶攸c(diǎn):儲(chǔ)量豐富；清潔性和經(jīng)濟(jì)性；分布范圍廣泛。

這些技術(shù)尤其在我國的北方和西部應(yīng)用較廣并且成效顯著。以光伏電池技術(shù)為核心的光伏利用成為太陽能開發(fā)利用中最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，利用光伏發(fā)電，具有明顯的優(yōu)點(diǎn):

(l)結(jié)構(gòu)簡單，體積小且輕。

(2)容易安裝運(yùn)輸，建設(shè)周期短。

(3)維護(hù)簡單，使用方便。

(4)清潔、安全、無噪聲。

(5)可靠性高，壽命長，并且應(yīng)用范圍廣。