南京航空航天大学光伏并网发电模拟装置孙农.docVIP

C2000参赛项目报告（命题组） 题 目： 光伏并网发电模拟装置 学 校： 南京航空航天大学 指导教师： 邢岩（教授） 参赛队成员名单（含个人教育简历）： 夏炎冰、研究生一年级、南京航空航天大学 孙农、研究生、南京航空航天大学 冯兰兰、研究生、南京航空航天大学 光伏并网发电模拟装置 夏炎冰 孙农 冯兰兰 （南京航空航天大学自动化学院 邮编210016） 摘要：本设计以TMS320F28027DSP为控制芯片，制作了一台单级式光伏并网模拟装置。本装置采用电压型全桥为主电路拓扑，运用软件锁相环技术进行输出相位跟踪控制，采用扰动观察法实现最大功率点跟踪控制。样机的系统测试，验证了装置设计的可行性和可靠性。 关键词：DSP、逆变器、锁相，最大功率点跟踪 Grid Connected Photovoltaic Generation Simulator Xiayanbing , Sunnong , Fenglanlan (College Of Automation Engineering , Nanjing University of Aeronautics and Astronautics) Abstract: In our design , a single-stage grid connected photovoltaic generation simulator is developed ,which is controlled by TMS320F28027 DSP chip. In the device, the voltage type bridge is adopted as the main circuit topology; the Soft-PLL technology is carried on the output phase tracking; the desirably observe method is adopted to solve MPPT(Maximum Power Point Tracking). The prototype system test verified the feasibility and reliability of our design. Key words: DSP, Inverter, PLL, Maximum Power Point Tracking 目 录 1. 引言 2 2. 系统指标 2 3. 系统方案 3 3.1总体介绍 3 3.2 锁相环原理 4 3.3 最大功率点跟踪控制原理 4 3.4 SPWM控制技术 6 3.5 偏磁校正 7 4. 系统硬件设计 8 4.1 全桥功率电路 8 4.1.1 开关管设计 8 4.1.2 滤波电感和电容的设计 9 4.2 DSP调理电路设计 9 4.2.1 全桥输入端电压采样电路 9 4.2.2 全桥输入端电流采样电路 10 4.2.3 全桥输出电压采样调理电路 11 4.2.4 全桥输出电流采样调理电路 11 4.2.5 1V基准产生电路 12 4.2.6 捕获电路 13 4.3 DSP核心控制板电路 13 4.3.1 供电电路设计 13 4.3.2 DSP时钟电路 13 4.3.3 开关机信号电路 14 4.4 电源管理模块 14 4.5 保护电路 15 5 系统软件设计 15 5.1 整体结构说明 15 5.2 程序流程图 16 6. 测试结果与分析 20 6.1 测试仪器 20 6.2 测试项目及结果 20 6.2.1 最大功率点跟踪功能 21 6.2.2 频率跟踪 22 6.2.3 效率及THD 23 6.2.4 输出缓起 23 6.2.5 输出接容性负载 24 6.2.6 欠压及过流保护 25 6.3 结论 25 7．附录： 27 引言 我们选择了命题A，题目的要求是制作一台光伏并网发电模拟装置，其具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，且输出信号具有频率跟踪功能。 能源是人类经济以及文化活动的动力来源。近年来随着能源短缺以及长期应用石油、煤矿等燃料资源而引起的温室效应、全球变暖等可怕趋势的严重威胁，为此开发利用绿色能源成为全球积极探索研究的课题。太阳能作为一种取之不尽，安全、清洁的资源，是一种理想的绿色能源。国际光伏市场开始由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展。 数字控制因为能实现较为复杂的控制算法、简化硬件电路结构、较为方便的系统调试，在现在电力电子装置中越来越多得到运用。DSP作为一种能快速高效处理数字信号的控制芯片，逐渐成为电力电子装置的主要器件。C200