基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计
基于DSP的光伏并网逆变器的设计
基于DSP的光伏并网逆变器的设计蒲鹏鹏;刘广思【期刊名称】《电子质量》【年(卷),期】2009(000)007【摘要】Grid-connected photovoltaic (PV) system is the development trend of photovoltaic systems. According to the grid-connected PV system characteristics, this paper presents the design of a photovoltaic grid-connected inverter based on the digital signal processor TMS320F2407. The paper analyzes the constitute and control principle of the system and designs the software flow chart of MPPT(Maximum Power Point Tracking) algorithm and the phase lock loop, The experimental results show the grid-connected current wave achieves our need. The wave of grid-connected current has the same frequency and phase as the utility voltage. The power factor of grid-connected has reached to nearly 1.%光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势,文章根据光伏并网发电系统的特点,设计了一套基于数字信号处理器TMS320F2407控制的单相光伏并网逆变器.分析了系统的结构和控制原理,设计了最大功率点跟踪算法和锁相环的软件设计流程图.实验结果表明并网电流波形良好,逆变器输出的电流基本与电网电压同频同相,并网的功率因数近似为1.【总页数】4页(P20-23)【作者】蒲鹏鹏;刘广思【作者单位】河南理工大学电气工程与自动化学院,河南,焦作,454000;河南理工大学电气工程与自动化学院,河南,焦作,454000【正文语种】中文【中图分类】TN602【相关文献】1.基于DSP的1kW光伏并网逆变器设计 [J], 焦静静;康明才;张兰红2.基于DSP的3 kW单相光伏并网逆变器设计 [J], 曾杨杨;陈宇晨;李正明3.基于DSP的智能光伏并网逆变器控制电路设计 [J], 蒋晓明;赵基建;刘晓光;曾德志4.基于DSP的两级式光伏并网逆变器的设计 [J], 王小亮;王勉华;景凯凯;王瑞5.基于DSP的大功率光伏并网逆变器的设计研究 [J], 于虹;陈守信;王建军;李文清;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于DSP的离网逆变器的研制
板 转换过 来 的电能变 为可 直接供 居 民使 用 的交流 电或 馈送 到 电网 中的任务 ｕ 。
离 网逆变器 就是将 风 能或者太 阳能板发 出来 的电 通 过升压 ， 逆变环 节直 接给交 流负 载供 电 ， 功能类 似 其
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒｃ ：Ｂａ ｅ ｎｔ ｅｓｎ ｌ－ｈ ｓ ｉｕ ｏｄ ｌ ｕｓ ｄ ｈｍｏ ｕａｉｎ ｉｖ ｒｅ ，ｔ ｅｍ ａｈ ｍａｉａ ｄ ｌ ｆｔ ｅｉｖ ｒｅ ｓｄｏ ｈ ｉｇｅｐ ａ ｅｓｎ ｓ ｉａ ｌｅｗｉｔ ｄ ｌｔ ｅｔｒ ｈ ｔｅ ｔ ｌ ｐ ｏ ｎ ｃ ｍｏ ｅ ｈ ｅ ｔｒ ｏ ｎ
采 用双极 性 Ｓ ＷＭ 调 制 时 ， 制 信 号为 Ｕ ￡ ＝ Ｐ 调 （） Ｕ ｓ ， ｉ ｔ三角波 幅值 为 Ｕ ， 率为 ． 。 附 频 厂 ｃ
Ｕｉ ．一 ㈩
在 Ｄ Ｐ内部 通 过 Ｐ 双 环控 制 ， 生 Ｓ ｗ Ｍ 信 号 波 ， Ｓ Ｉ 产 Ｐ 直接驱 动 ＩＭ 模 块 （ Ｐ 内含 Ｉ Ｂ 续 流 二 极管 ， 动 电 Ｇ Ｔ， 驱 路 和过 压 、 过流 、 热保 护 ）使其 正 常工作 。总体框 图 过 ，
基 于 Ｄ Ｐ的 离 网逆 变 器 的研 制 Ｓ
林旭 成 ， 杨 苹
（ 华南理工大学 电力学院 广东省绿色能源技术重点实验室 ， 广东 广州 ５ ０４ ） １６ ０
摘 要 ：以基 本 的 单 相 正 弦脉 宽 调 制 逆 变 器 为 对 象 ， 其 进 行 数 学 模 型 的 建 立 。采 用 电压 电 流 闭环 控 制 ， 过 ＭＡＴ— 对 通 Ｌ ＡＢ对 系统进 行 仿 真 ， 以 Ｄ Ｐ ＴＭＳ ２ Ｌ ２ ０ Ａ） 控 制 芯 片 进 行 实验 验证 。 结 果 显 示 采 用 双 环 Ｐ 控 制 的 离 网逆 变 器 并 Ｓ（ ３０ Ｆ４ ７ 为 Ｉ
基于DSP控制的单相光伏并网逆变系统的设计
第36卷第4期继电器Vol.36 No.4 2008年2月16日RELAY Feb.16, 2008 基于DSP控制的单相光伏并网逆变系统的设计吴玉蓉，张国琴（武汉科技学院电子信息工程学院，湖北 武汉 430073）摘要：阐述了基于数字信号处理器TMS320F2812控制的单相光伏并网逆变系统的设计，该系统主要应用于小功率光伏并网发电系统。
分析了系统的结构和控制原理，设计了最大功率跟踪MPPT(Maximum power point tracking)算法和锁相环的软件设计流程图，构建了实验室样机。
实验结果表明并网电流波形良好，但含有少量的高次谐波，逆变器输出的电流基本与电网电压同频同相，并网的功率因数近似为1。
关键词:光伏；逆变；数字信号处理器Design of single phase photovoltaic grid-connected inverse system based on DSPWU Yu-rong, ZHANG Guo-qin(School of Electronic Engineering and Information,Wuhan University of Science and Engineering, Wuhan 430073,China)Abstract: This paper presents the design of single phase photovoltaic grid-connected inverse system based on the digital signal processor TMS320F2812 .The system mainly has application in the small power photovoltatic grid-connected generation system. The paper analyzes the constitute and control principle of the system and designs the software flow chart of MPPT(Maximum Power Point Tracking) algorithm and the phase lock loop. An experimental prototype is built up. The experimental results show the wave of grid-connected current is better except for a little amount high-order harmonical wave. The wave of grid-connected current has the same frequency and phase as the utility voltage. The power factor of grid-connected has reached to nearly 1.Key words: photovoltaic; inverse; digital signal processor中图分类号：TM76 文献标识码： A 文章编号： 1003-4897(2008)04-0051-030 引言随着科学技术的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对能源的需求量越来越多，而传统的化石能源日益枯竭，同时化石能源的过度开采严重破坏了生态环境，化石能源的利用严重污染着生活环境。
基于DSP光伏并网逆变器的硬件电路设计毕业设计
本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：基于DSP的光伏并网逆变器硬件电路的设计学生姓名：学号：专业：电气工程及其自动化班级：指导教师：基于DSP的光伏并网逆变器硬件电路的设计摘要由于近年来不可再生能源的不断消耗，能源危机日益凸显，各国都在加紧开发新能源。
太阳能发电作为一种全新的电能生产方式，具有清洁无污染、来源永不衰竭且维护措施简单等特点，因而受到越来越广泛的关注。
本文针对太阳能应用的一个重要研究领域——光伏发电系统，尤其是小功率光伏并网发电系统，设计实现了基于DSP控制的单相光伏并网逆变器的硬件电路。
论文首先介绍了太阳能光伏并网的国内外发展现状，阐述了利用DSP控制光伏并网系统的基本原理。
然后提出了以逆变器DC/AC变换技术为核心的单相光伏并网逆变器的硬件电路设计方案，并在Matlab软件上进行了仿真测试。
最后对后续研究工作进行了展望，为进一步制作电路板及其调试提供了参考。
关键词：光伏并网；逆变器；数字信号处理器；Matlab仿真PV Grid-Connected Inverter Hardware Circuit Design Based on DSPAbstractIn recent years, with the continuous consumption of non-renewable energy, the energy crisis has become increasingly prominent, countries are stepping up the pace to develop new energy. Solar power, as a new energy production methods, owns many features, such as, clean, non-polluting, never failure of source and simple maintenance measures, and thus draws more and more attention. In this paper, as for an important research field of solar energy applications-photovoltaic systems, especially low-power photovoltaic power generation system, the hardware circuit of the DSP-based control of single phase photovoltaic grid-connected inverter is designed and implemented.The paper firstly described the development of solar photovoltaic grid in the world, and explained the basic principles of DSP controlled photovoltaic grid system. Then objective of the single-phase PV grid inverter with the core of DC / AC conversion technology inverter hardware circuit is designed and its simulation tests on the Matlab software is proceeded. Finally, the prospect of follow-up study provides a reference for the further production of circuit boards and their debugging.Key words: grid-connected photovoltaic; inverter; DSP; Matlab simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景、目的和意义 (1)1.2 国内外研究的现状 (1)1.2.1 国内研究的现状 (2)1.2.2 国外研究的现状 (2)1.3 本课题研究的主要内容 (3)第二章太阳能光伏并网的研究 (4)2.1 光伏并网逆变器的拓扑结构设计 (4)2.1.1 按变压器拓扑结构分类 (4)2.1.2 按功率变换级数分类 (6)2.1.3 按控制方式分类 (7)2.2 光伏并网控制策略基本原理 (10)2.2.1 光伏并网逆变器的控制方式 (10)2.2.2 光伏并网逆变器的控制目标 (10)2.2.3 输出电流控制方式 (11)2.2.4 最大功率点跟踪 (12)2.3 孤岛效应 (14)2.3.1 孤岛效应的影响和危害 (14)2.3.2 孤岛效应的检测方法 (15)第三章基于DSP的并网逆变器硬件电路的设计 (16)3.1 并网逆变器总体结构 (16)3.2 基于DSP的控制系统硬件设计 (16)3.2.1 DSP概述 (17)3.2.2 DSP系统硬件电路设计 (18)3.3 采样和调理保护电路设计 (24)3.4 主电路设计与关键参数选择 (28)3.4.1 Boost电路设计与参数选择 (28)3.4.2 逆变器电路设计与参数选择 (31)第四章光伏并网逆变器仿真测试 (35)4.1 Boost升压电路仿真测试 (35)4.1.1 Matlab搭建电路图 (35)4.1.2 仿真波形和分析 (35)4.2 逆变器电路仿真测试 (36)4.2.1 Matlab搭建电路图 (37)4.2.2 仿真波形和分析 (37)第五章总结和展望 (39)5.1 工作总结 (39)5.2 展望 (39)参考文献 (41)附录 (42)附录A DSP控制电路PCB板 (42)附录B 3D模式的控制电路PCB板 (42)附录C 主电路PCB板 (43)附录D 3D模式的主电路PCB板 (43)附录E 总体原理电路图 (43)附录F DSP控制电路原理图 (43)致谢 (44)第一章绪论1.1 课题研究的背景、目的和意义当今世界，人类对于能源的依赖性越来越强，能源已经成为我们生活中必需的部分，它为人类的各项活动提供着动力。
基于DSP的20kW单相并网光伏逆变器
器的软硬件设计方案和实验结果。逆变器的效率达到了* + ,。 关键词
( 引言
并网光伏发电技术是新能源领域最近十多年发 展起来的一个重要方向，它将光伏发电系统直接与 电网相连，省掉了体积大，价格高，不易维护的蓄 电池；在城市中安装，光伏阵列可以实现与建筑的 一体化，节省安装成本；分散发电，就地使用，避 免了输电和配电损失。作为一种重要分布式发电方 式，并网光伏发电系统正日益引起人们的普遍关 注。从’ "世纪* "年代起，欧美等发达国家和部分 发展中国家都纷纷推出了自己的光伏屋顶计 划。 国内的并网光伏系统研究起步较晚，为研究开 发关键技术，在“十五”期间中科院电工研究所承 担了 国 家 重 点 科 技 攻 关 计 划“" ( ) . 大型屋顶光伏并网示范电站”的研究建 设项目。中科院电工所与加拿大 / 0 1 大学合作研制了一台’ " ( ) 单相并网光 伏逆变器，已投入示范运行，其效率达 到* + ,，谐波畸变率为+ ,左右。
过零点产生中断，控制输出电流，从而可以保证输 出电流和电网电压同频同相，功率因数为 -. ，此 时逆变桥输出电压、滤波电感电压、电网电压，构 成并网的矢量三角形，满足并网条件。
" 结束语
并网 发 电 系 统 在 中 国 刚 刚 处 于 起 步 阶 段， / ! 0 + 单相并网逆变器的研制成功和 $ ! 0 + 6 并网 光伏示范项目的建成和投入使用，对于在中国宣传 和推广光伏发电技术将起到积极的推动作用。 参考文献
图) 系统控制框图
I ; K A I > I6 C L E M6 C A B << M ; N 0 A B C B < M C O= N D E I EP C M( 3 HN = = < E IQ ; = E C B6 C L E M E > A O A S M A > I; B T A < = = = < E IT E = A B "电 ? R ? H 学论 &，平成. （ ） )年， . / . . / ) 丁道宏" 电力电子技术" 北京：航空工业出版社， . 4 4 4 2 王兆安"电力电子技术" 北京：机械工业出版社， / ! ! ) $ 刘凤君" 正弦波逆变器"北京：科学出版社， / ! ! / 收稿日期： / ! ! $ ! . ! #
基于DSP的光伏并网逆变器硬件电路的设计设计
基于DSP的光伏并网逆变器硬件电路的设计设计毕业设计（论文）题目基于DSP的光伏并网逆变器硬件电路的设计作者院(系)专业指导教师答辩日期毕业设计（论文）诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。
毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。
论文作者签名:年月日摘要伴随着人类生活水平的不断提高，环境污染和能源危机已成为人类的一个巨大的难题，而太阳能作为一种可再生新能源，它具有清洁、环保、丰富等特点，因此其开发利用越来越得到人们的青睐。
在过不久，太阳将会成为人类所需能源的主要来源，它的开采形式主要是并网发电系统，是将太阳能以光的形式转化为电能而被人们利用。
近些年，随着人们对光伏并网逆变系统的深入研究，一些高性能的数字信号处理器芯片也相继问世，它们的出现不仅简化了光伏并网的控制结构，而且极大的提高了光伏并网的系统性能。
本篇论文主要研究的是光伏发电系统，而且实现了单相光伏并网逆变器硬件电路的设计。
论文首先描述了太阳能光伏并网的国内发展现状，并介绍了光伏并网系统的基本原理。
然后提出了以双级式非隔离电压型逆变器为核心的单相光伏并网逆变器的硬件电路设计方案，同时对硬件电路的参数进行了计算与设计，并在Matlab 软件上实现了仿真测试。
最后对本篇论文进行内容总结以及对后续研究工作进行了展望。
关键词：光伏并网；逆变器；数字信号处理器。
Photovoltaic Grid Inverter Based On DSP Hardware Circuit DesignABSTRACTAlong with the human living standard enhances unceasingly, environmental pollution and energy crisis has become a huge problem of mankind, and solar energy as a kind of can be born in energy, it has a clean, environmental protection, rich characteristics,etc. so its development and utilization of more and more get the favor of people. Soon solar energy will become the main source of energy needed for human, its mining form mainly photovoltaic grid power generation systems. Is the solar energy into electrical energy in the form of light and be used by people. In recent years, with the in-depth study of the photovoltaic grid inverter systems, some high performance Digital Signal Processor chip also appeared.their presence not only simplifies the control structure of the photovoltaic grid, and greatly improve the performance of photovoltaic grid systems. This paper mainly studies the photovoltaic power generation systems. And implements the single-phase photovoltaic grid inverter based on Digital Signal Processor hardware circuit design.The paper firstly described the development of solar photovoltaic grid in the world, and explained the controlled photovoltaic grid system.And then put forward to the two-stage type of isolation voltage type inverter single-phase photovoltaic grid inverter as the core of hardware circuit design, at the same time parameter was calculated and the design of hardware circuit,ang realizes the simulation on the Matlab software testing. The last of this paper summary as well as to the further research work is prospected.Key words: grid-connected photovoltaic; inverter; DSP目录摘要 (I)Abstract ............................... I I 第一章绪论 . (1)1.1课题研究的背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.2.1国外研究现状 (1)1.2.2国内研究现状 (2)1.3本课题研究的主要内容 (2)第二章光伏并网逆变系统的控制策略 (3)2.1 逆变器的拓扑结构分类 (3)2.2 输出电流控制方式 (5)2.2.1 SPWM电流跟踪方式 (5)2.2.2电流滞环瞬时比较方式 (6)2.2.3 SVPWM电流控制方式 (6)2.3 最大功率点跟踪 (7)2.4孤岛效应 (8)2.4.1孤岛效应的影响和危害 (8)2.4.2孤岛效应的检测方法 (9)2.5 本章小结 (9)第三章基于DSP的并网逆变器硬件电路的设计113.1 基于DSP的控制系统硬件设计 (11)3.1.1 数字信号处理器DSP简介 (11)3.1.2 DSP系统硬件电路设计 (12)3.2采样和调理保护电路设计 (13)3.3主电路设计与关键参数选择 (17)3.3.1 Boost电路设计与参数选择.. 183.3.2逆变器电路参数选择 (20)3.4本章小结 (21)第四章光伏并网逆变器仿真测试 (23)4.1 Matlab搭建电路图 (23)4.2 仿真波形和分析 (23)4.3本章小结 (24)第五章总结和展望 (25)5.1工作总结 (25)5.2 展望 (25)参考文献 (27)致谢 (29)第一章绪论1.1课题研究的背景和意义随着人类社会的现代化、工业化、智能化的不断发展，能源在人们生活和社会发展中起着决定性作用。
基于DSP的智能光伏并网逆变器控制电路设计
Ｊ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｘ ｉ ａ ｏ — ｍ ｉ ｎ ｇ ，Ｚ ＨＡ Ｏ Ｊ ｉ － ｊ ｉ ａ ｎ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｘ ｉ ａ ｏ － ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ， Ｚ Ｅ Ｎ Ｇ Ｄ ｅ － ｚ ｈ ｉ
（ Ｃ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｊ ｔ ｏ ｆＡｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ０ ７ ０，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｃ ｕ ￣ ｅ ｎ ｌ ｆ ｙ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｌ ａ ｉ ｃ （ Ｐ Ｖ）ｇ ｉ ｒ ｄ － ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｉ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｙ ｐ ｏ ｐ ｕ ｌ ａ ｒ ， Ｓ Ｏ ｔ ｈ ｅ
ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ， ｅ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｍａ ｌ ｌ Ｐ Ｖ ｇ ｒ ｉ ｄ — ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｈ ａ ｓ ｖ ｅ ｒ ｙ ｉ ｍｐ ｏ ｔ ｒ ａ ｎ ｔ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｎｉ ｇ ｉ ｆ ｃ ａ ｎ ｃ ｅ ． Ａｃ －
（ 广 东省 自动化研 究所 ，广 东 广 州 ５ １ ０ ０ ７ ０ ）
摘要 ： 目前 分布 式光 伏并 网发 电已开 始越 来 越普 及 ， 因此 设计 智 能 、 高效 、 可 靠 的小 型光 伏并 网逆 变 器具 有十
分 重要 的现 实意 义 。根据光 伏 并网发 电系 统特 点 ， 研制 了一 台 ２ ｋ Ｗ 的单相 光伏 并 网逆变 器 ， 该逆 变器 采用 成
基于DSP的光伏并网逆变系统的设计
光伏发电
光伏发电
光伏发电是利用太阳能辐射转化为电能的过程。其基本原理是光生伏特效应， 即太阳能电池板通过吸收太阳光能，产生电动势，从而实现光能向电能的转换。 光伏发电系统的构成主要包括太阳能电池板、控制器、逆变器和蓄电池等部分。 光伏发电的应用领域广泛，如建筑物、道路和交通设施、农业等领域。随着技术 的不断进步和应用规模的不断扩大，光伏发电的发展前景十分广阔。
基本内容
在系统设计中，本次演示着重考虑了参数的优化和硬件、软件的选型。最后， 通过仿真和分析，验证了该系统的性能和可行性。本次演示的研究结果表明，基 于DSP的光伏并网逆变系统具有较高的可行性和实用性，为光伏并网逆变技术的 发展提供了新的思路。
基本内容
引言： 随着全球能源危机的加剧和环境污染问题的日益严重，可再生能源的开发和 利用逐渐成为人们的焦点。太阳能是一种分布广泛、清洁环保的可再生能源，具 有巨大的开发潜力。光伏并网逆变系统作为太阳能利用的重要组成部分，其性能 和稳定性直接影响到整个太阳能发电系统的效率和可靠性。
Boost电路
Boost电路
Boost电路是一种常见的直流-直流升压变换器，其基本原理是通过控制开关 的通断状态，将输入的直流电压升压输出。Boost电路的电路主要由电感、开关 管、二极管和电容等组成。在并网逆变系统中，Boost电路通常被用于直流电压 的升压变换，以提高光伏发电系统的输出电压，从而实现与电力系统的互联。在 应用过程中，需要注意的问题包括电感的设计、开关管和二极管的选择以及控制 策略的优化，以保证转换过程的效率和稳定性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基本内容
系统设计： 本次演示所设计的基于DSP的光伏并网逆变系统主要包括以下几个部分：光伏 阵列、直流母线、逆变器、滤波器、变压器和DSP控制器。在系统设计过程中， 我们需考虑以下参数的优化：直流母线电压、逆变器开关频率、滤波器阻抗、变 压器变比等。同时，还需选择合适的硬件和软件支持。
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本科毕业论文（设计、创作）题目：基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计学生姓名：学号：103402035所在系院：专业：电子信息工程入学时间：2010年9月导师姓名：职称/学位：副教授/硕士导师所在单位：完成时间：2014年5月安徽三联学院教务处制基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计摘要：随着石油化工资源的枯竭、生态环境的日趋恶化和人类可持续发展的需要，一种低碳环保的绿色能源太阳能引起了众多人群的关注，并且成为现代能源领域发展预期最好的新能源。
以TMS320F2812DSP为核心控制芯片，Infineon公司型号为IGP50N6OT的IGBT(50A,60OV)作为开关器件,以IR公司的IR2llO作为驱动芯片的离网光伏发电系统，可以更好地解决偏远地区供电中出现的种种问题。
设计分析了各种光伏发电系统在应用方面的优、缺点。
比较了光伏发电逆变器三种重要的拓扑结构，给出了系统总体框图及分电路原理,并实现了仿真测验。
关键词：光伏发电；离网逆变器；DSPResearch on Single-phase Off-grid Inverter of PhotovoltaicPower based on DSPAbstract:With the exhausted of traditional energy sources,the worsening of the ecological environment and human requirements of sustainable development,solar energy as an ideal green energy has caused more and more attention,to become the world's most promising new energy technology.TMS32OF2812 DSP,a high–performance digital signal processing chip,is used to controlling the core in our researeh.IGP50N60model of infien on corporation is selected as switching device.The single-Phase off-grid PV inverter is researched.can better solve the problems in the remote area power supply.Design of photo voltaic power generation system are analyzed advantages and disadvantages in the parison of the photovoltaic inverter topology structure of three important,gives the system block diagram and circuit principle,and realizes the simulation test. Keywords:PV;Off-grid inverter;DSP目录第一章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2光伏发电国内外发展现状与基本的趋势 (2)1.3论文的基本概况 (2)第二章光伏发电系统及原理 (4)2.1光伏发电基本结构 (4)2.2太阳能电池光伏发电原理 (4)2.2.1太阳能电池等效电路 (4)2.2.2太阳能电池特性曲线 (5)2.2.3太阳能光伏发电系统基本器件 (6)2.2.5太阳能光伏阵列的一般结构 (6)2.3TMS32OF2812DSP光伏发电单相离网逆变器系统结构图 (8)第三章离网型光伏发电系统逆变器主电路的设计 (9)3.1光伏发电逆变器的基本拓扑结构 (9)3.1.1推挽式逆变器 (9)3.1.2半桥式逆变器 (9)3.1.3全桥逆变器 (9)3.2器件的选择 (10)3.2.1功率开关器件 (10)3.2.2滤波电感的选型 (10)3.2.3滤波电容的选型 (10)第四章光伏发电逆变器控制电路的设计 (12)4.1基于TMS32oF2812DSP控制系统设计的优势 (12)4.2复位电路设计 (13)4.3时钟电路设计 (14)4.4JTAG电路 (15)第五章控制系统软件设计 (16)5.1PWM控制原理 (16)5.2TMS32OF2812DSP的PWM控制思想 (16)5.2.1Texas Instruments公司DSP系统集成开发的环境 (16)5.2.2高频逆变桥控制脉冲PWM的产生 (17)5.2.3系统主程序流程图 (18)第六章实验结果与分析 (20)6.1驱动波形图及分析 (20)6.2逆变器输出电压波形及分析 (21)致谢 (23)参考文献........................................................................................错误！未定义书签。
第一章绪论1.1课题背景及意义能源与环境，尤其是人类制造的温室气体导致全球气候变暖问题已经成为全世界几乎是每个人都在讨论的问题。
不用说，能源是人类进步和发展中非常重要组成部分，人均能源消费量是一个国家繁荣的晴雨表。
传统的化石能源资源的浪费，一方面随着科技的发展和能源的消耗，造成了环境的严重污染，另一方面制约了世界经济的可持续发展。
这其中化石能源的消耗直接产生了大量的温室气体，这些气体大量排放。
据有关方面测算，全球每一年排放的CO2超过500亿吨，从而间接导致了全球气候变暖、海平面上升等一系列不良结果。
目前煤炭石油能源消费是我国主要的能源消费，SO2的排放量占全世界的17.1%，为世界第一；CO2排放量占世界的15.6%，居美国之后，目前成为全球第二大温室气体排放的国家。
一方面科学技术在飞快地进步，与此同时整个世界需要更加多的能够供社会发展的动力，这也成为了影响我国国际地位和综合国力的一个非常重要的因素。
据不完全统计世界石油消费量每年最少增长2%，如果就此计算，最少隔35年，能源的消费量将增加最少100%。
而我国2013年的能源消费量达到52.2亿，同比增长达12.7%。
到2050年，全球人口将达到90亿-100亿，假使在那时矿物和能源消费总量达到目前发达国家的人均水平，由此可知在40年内，全球所有的煤炭、石油、天然气和铀能源资源将逐渐枯竭[1]。
近年来，光伏发电领域通过大量的实验及研究得到飞越式发展，使得它渐渐成为一种可行性很强的能源，可以用来补充其它能源。
光伏发电系统已成为一种混合能源系统。
光伏发电技术迅猛增长，直接提高了太阳能电池效率、改进了制造太阳能面板技术。
综上所述，可以看出，如果想要应对缺少动力，可用资源的浪费，周边逐渐受到伤害的大地和空气，还要广大人民群众、特别是那些山区的对电力的需要能够得到落实，我们就要大力推进太阳能发电。
由上可知，太阳能发电是势在必行的，是具有很好的实践功用和价值的。
它的研究对于解决国内很多社会问题也具有很好的作用。
更重要的一点是太阳能是一种环保的新型可重复利用的能源。
1.2光伏发电国内外发展现状与基本的趋势在电逆变器方面，可进行分类。
一种是离网逆变器，而另一种是并网逆变器。
研究这方面的位于世界先进国家的就只有位于美洲的美国和位于东亚的日本。
除了来自美国的一些大型电子企业，还有就是日本和北欧一些国家的企业生产逆变器所需要的主要核心芯片[2]。
这种芯片是生产逆变器所必需的核心模块。
有些南亚的发展中国家在生产逆变器方面也快赶超欧美了，他们都在加快步伐。
现在的这种状态下，中国与世界的很多国家都有相当大的差距，这主要体现在一些比较大的功率的整合网络逆变器的研究上。
就现在来说,能够取得国际认可的，取得技术上突飞猛进的厂家并不多见，而且在实践上有过丰富经验的更加少之又少，屈指可数的就只有合肥的某家公司[3]。
表1-1国内主要生产逆变器厂家企业名称概况生产品种所占市场份额合肥阳光电源有限责任公司公司离网和并网型光伏发电逆变器风力发电逆变器70%北京的索英回馈式电源逆变器7.1%北京科若伟系统集成逆变器7.12%志诚冠军USP逆变器 6.03%北京日佳小功率逆变器 3.38%南京冠亚控制逆变器 3.12%中国深圳索瑞德UPS逆变器 2.01%从上面的表1-1中可以看出只有阳光电源才是能真正一家具有资质、有能力从事光伏这一产业的研究与生产的企业，其他的企业仍然需要实践的检验和自身的努力。
越来越多的企业和事业单位愿意加大力度投入到光伏的研究与发展上，一方面在于这是时代的需要，同时也很大程度上是因为中国政府政策的支持不断加强。
1.3论文的基本概况Ⅰ、基本上读者了解如今社会能源的基本情况，阐述了欧美发达国家与中国对太阳能的研究现状。
Ⅱ、分层次介绍了美日以及我国关于逆变器的设计学习情况。
Ⅲ、详细描述了利用太阳能及与此相关方面的概念，让读者更加深刻了解到利用太阳能的可行性。
Ⅳ、关于离网逆变器的基本概念了解。
对它的一系列方式方法作了系统的相关论证。
第二章光伏发电系统及原理2.1光伏发电基本结构所谓的光伏发电系统无非就是用一种原理完整地解释了由太阳能产生的热能经过一系列转变而成为更方便大家使用的电。
但是太阳能所产生的热能经过一系列转变而成为电能以后是可供一家一户使用，还是可供整个城市或者某个系统使用呢？前者我们所使用的逆变器称之为离网逆变器，也就是本论文主要的研究对象，而后者所使用的即是并网逆变器。
使用离网逆变器，顾名思义就是不和国家的电网或者统一的电站相连。
利用这种逆变器的系统，也就是某个单一的发电系统。
它是将白天的太阳能经过系统装换变成蓄电池的化学能，用电时，化学能再转为电能。
这种方法得到更多的应用，如表2-1所示[4]。
表2-1太阳能应用领域用途实例电能使用照明等偏远乡村用电建筑光电一体化青岛火车站、奥运鸟巢工业、移动通讯等独立用电偏远信号站的建设发电系统组成混合发电系统风力发电和太阳能发电互补系统图2-1光伏发电系统的基本构成2.2太阳能电池光伏发电原理2.2.1太阳能电池等效电路串联和并联太阳能电池组成光伏发电电池阵列,太阳能电池可经集总参数等效为一个串联电阻RS 、并联电阻Rb、一个PN结电容Cj、光生电流IL、暗电流Id其等效电路如图2-2所示:图2-2太阳能电池等效电路因二极管品质因子A,PN结并不都是很理想的,取其值为1-5,器件的快速反应可以忽略太阳能的缓慢变化,故忽略结电容C,以集总参数表示的太阳能电池jI-V方程为[5]:2.2.2太阳能电池特性曲线对光伏发电系统进行分析的重要参考数据之一是太阳能电池阵列的伏安特性。