基于STM32的20KW光伏離網(wǎng)逆變器的設計及MPPT技術的研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，常規(guī)能源大規(guī)模消耗引發(fā)的能源危機和環(huán)境污染日趨嚴重，人類越來越重視對綠色新能源的開發(fā)和利用。其中，太陽能以其清潔、環(huán)保、無污染、取之不盡用之不竭等優(yōu)點而深受人們的青睞。光伏發(fā)電作為太陽能利用的一種重要形式，也得到了迅速的發(fā)展，并成為新能源應用領域的重點研究課題。光伏離網(wǎng)逆變器作為光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的核心裝置，對整個系統(tǒng)的效率、穩(wěn)定性及成本具有決定性作用。因此，為提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率、改善其控制能

2、力，研究一種高性能的光伏離網(wǎng)逆變器具有重要意義。
　　本文圍繞光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的高效率發(fā)電技術和逆變控制技術進行了研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)研究了單相全橋光伏離網(wǎng)逆變器主電路拓撲結構，詳細分析了全橋逆變電路的工作原理。研究了面積中心等效SPWM控制算法及電壓電流雙閉環(huán)PI控制算法，在此基礎上實現(xiàn)逆變器的穩(wěn)壓控制。
　　(2)重點研究了光伏陣列的輸出特性、最大功率點跟蹤(MPPT)控制算法和蓄電池充電特性。在對比分

3、析幾種常見MPPT控制算法的基礎上，提出了一種改進型變步長擾動觀察的MPPT控制方法，同時介紹了幾種實現(xiàn)MPPT算法的常用DC/DC變換電路，對Boost變換電路的原理進行了分析，并基于Boost電路建立了改進型變步長擾動觀察法MPPT控制系統(tǒng)的Matlab/Simulink仿真模型，仿真結果表明改進型變步長擾動觀察的MPPT算法能有效地跟蹤太陽能光伏系統(tǒng)的最大功率點，提高了系統(tǒng)動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能;設計了帶MPPT和恒壓充電功能的光伏充電控

4、制器，有效地提高了光伏陣列的利用率并實現(xiàn)了蓄電池充電控制的優(yōu)化。
　　(3)給出了20KW光伏離網(wǎng)逆變器的主電路元件參數(shù)及部分硬件電路的原理圖設計。
　　(4)給出了詳細的軟件控制系統(tǒng)設計方案和各功能子模塊的軟件流程圖，重點闡述了帶死區(qū)補償?shù)腄SPWM控制信號、穩(wěn)壓控制及信號檢測的軟件實現(xiàn)方法。
　　(5)在理論分析和仿真研究的基礎上，研制了基于STM32F103VE的單相20KW光伏離網(wǎng)逆變器樣機，并對其性能進行測試