光伏并网发电模拟系统软件.docVIP

光伏并网发电模拟系统（软件部分） 学 生： 傅 磊 学 号： 指导老师： 谢雷 讲师 专 业： 通信工程 完成年月： 2010年6月 目录 摘要 4 ABSTRACT 5 第一章 绪论 6 1.1 课题背景 6 1.2 并网发电的现状与发展趋势 6 1.3 光伏并网发电系统简介 7 1.4 本课题的主要研究内容 7 1.5 本课题设计的基本要求 8 第二章 光伏并网发电系统的设计 9 2.1 设计方案分析与选择 9 2.1.1 系统控制模块的选择 9 2.1.2 系统整体框架设计 9 2.2 系统硬件电路原理 10 2.2.1 控制模块 10 2.2.2 逆变电路 13 2.2.3 滤波器 14 2.2.4 反馈采样电路 14 第三章 系统软件设计 16 3.1 软件总框架 16 3.1.1 系统控制总流程 16 3.1.2 系统初始化流程 17 3.1.2 控制模块信号流介绍 18 3.2 SPWM信号 20 3.2.1 SPWM信号功能介绍 21 3.2.2 基于FPGA的SPWM信号的优势 21 3.2.3 基于DDS的基础SPWM波形产生原理 21 3.2.4 完整SPWM波形的产生 23 3.3 MPPT功能 25 3.3.1 MPPT功能简介 26 3.3.2 PID调节技术简介 26 3.3.3 MPPT程序设计 27 3.4 频率、相位跟踪功能 28 3.4.1 锁频、锁相基本框图 29 3.4.2 相、频控制子模块介绍 29 3.5 软件滤波器 31 3.5.1 基于单脉冲生成模块的滤波功能 31 3.5.2 基于AD采样的平滑滤波算法 32 3.5.3 偶然误差滤除算法 33 3.6 系统保护策略 35 3.6.1 欠压保护功能 35 3.6.2 过流保护功能 36 3.6.3 参考信号异常保护功能 37 3.7 显示与键盘编程 37 3.7.1 LCD编程 37 3.7.2 键盘编程 38 3.7.3 显示数据的封装 39 3.8 函数库列表 40 第四章 调试过程与测试结果 43 4.1 系统调试过程 43 4.1.1 调试流程 43 4.1.2 调试中遇到的问题 44 4.2 系统测试结果 45 4.2.1 测试结果 45 4.2.2 结果分析 47 4.3 系统实际效果图 48 第五章 总结与展望 49 5.1 总结 49 5.2 展望 49 致谢 50 参考文献 51 附录（原文） 52 附录（译文） 56 摘要 本文了一套光伏并网发电模拟系统该系统以新华龙C8051F120单片机和LatticeXP2- 5E-5TN144C型FPGA为控制核心，采用正弦脉宽调制技术，以全桥逆变电路为功率变换主回路，同时具有最大功率点跟踪、频率跟踪和相位跟踪功能。该采用数字式闭环反馈控制，保证与参考信号之间同频同相。逆变器功率变换部分效率达到85.9%，具有输入欠压保护、输出过流保护以及故障后的自动恢复功能。此外，通过液晶显示还可对电路中各电参数进行检测和显示，较好的达到了课题的各项指标。 文章着重于软件部分，对其进行了详尽的介绍和分析。 关键词：光伏并网发电系统单片机FPGA，正弦脉宽调制最大功率点跟踪 ABSTRACT Solar energy as an inexhaustible renewable energy, has become the most promising power energy sources. And the photovoltaic (PV) is an emerging technology to convert solar energy into electrical energy, which has a very broad prospects for development. This paper describes the design principles and the debugging process of a grid-connected PV simulation system. The system control core is formed by a MCU of Silicon C8051F120 and a FPGA with the type of LatticeXP2 -5E-5TN144C. The main technologies include the control for sinusoidal pulse width modulation (SPWM), the full-bridge DC-AC in