3KW光伏并网逆变器的软件毕业设计设计论文

本科毕业论文光伏发电并网逆变控器制系统的设计THE RESERCH ON PHOTO VOLTAIC GRII-CONNECTED INVERTER题目光伏发电并网逆变控制器系统的设计学生姓名学号 200814240119系别物电系专业电气工程及其自动化届别 2011指导教师职称讲师摘要 (3)第一章绪论 (4)1.1光伏发电并网逆变器的研究背景及现状 (4)1.2光伏发电并网逆变器研究的目的 (5)第二章光伏发电并网逆变控制系统的理论分析 (7)2.1太阳能发电并网系统总拓扑图 (7)2.2逆变器的电路原理 (8)2.2.1 逆变器的电路原理 (8)2.2.2 逆变器的逆变传统技术 (8) (10)2.3 并网逆变 (11)2.3.1 电路结构 (11)2.3.2 系统的总体方案 (11)2.3.3 前级boost电路的工作原理 (11)2.3.4主电路参数的选取 (13)光伏系统最大功率跟踪的方法 (15)逆变器驱动电路 (17)第三章硬件电路 (19)第四章系统软件设计 (21)4.1 基于AT89C51的系统软件设计 (21)4.2 系统的主程序流程图 (24)4.3逆变控制程序设计 (24)4.4中断和键盘子程序设计 (27)参考文献 (31)摘要世界环境的日益恶化和传统能源的日渐枯竭，促使了对新能源的开发和发展。

具有可持续发展的太阳能资源受到了各国的重视，各国相继出台的新能源法对太阳能发展起到推波助澜的作用。

其中，光伏并网发电具有深远的理论价值和现实意义，仅在过去五年，光伏并网电站安装总量已达到数千兆瓦。

而连接光伏阵列和电网的光伏并网逆变器便是整个光伏并网发电系统的关键。

本文根据逆变器结构以及光伏发电阵列特点，提出了基于DC-DC和DC-AC两级并网逆变器的结构。

基于DC-DC和DC-AC电路的相对独立性，分别对DC-DC和DC-AC 进行了分析，重点分析了DC-AC的工作原理。

并网逆变控制器设计是本文的重点，包括逆变器驱动电路的设计、逆变器驱动电路的软件编程以及并网过程中直流侧欠电压、直流侧过电压、交流侧电流等硬件电路的设计。

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：三相光伏并网发电系统研究毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

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作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日三相光伏并网发电系统研究摘要太阳能具有可持续发展和绿色环保两大优势，利用太阳能资源的发电方式逐渐受到了各国重视，我国近年来对此方面的研究投入了大量的人力物力。

目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国外的研究现状 (2)1.2.2 国内的研究现状 (2)1.3 光伏并网逆变器的发展趋势 (3)1.4主要研究内容 (3)2 光伏逆变器主电路的设计与工作原理 (4)2.1 光伏逆变器的基本结构 (4)2.2 逆变器的拓扑分类 (4)2.3 系统工作原理 (5)2.3.1 前级Boost升压电路的工作原理 (5)2.3.2 后级单相全桥逆变器的工作原理 (7)2.4 本章小结 (7)3 光伏阵列的最大功率点跟踪 (8)3.1 光伏阵列的输出特性 (8)3.1.1 光伏电池简介 (8)3.1.2 光伏电池的工作原理 (8)3.1.3 光伏电池的物理模型 (11)3.1.4 光伏电池的输出功率 (12)3.1.5 光伏阵列的温度特性和光电特性 (13)3.2 最大功率点跟踪法的比较与分析 (14)3.2.1 电导增量法 (15)3.2.2 干扰观测法 (17)3.2.3 固定电压跟踪法 (18)3.2.4 其他MPPT方法 (21)3.3 本章小结 (22)4 三相并网逆变器的控制策略 (22)4.1 并网逆变器的控制目标 (22)4.2 并网逆变器的原理 (23)4.3 并网逆变器控制策略的比较 (23)4.4 电流跟踪控制方式的比较 (24)4.4.1 电流滞环瞬时比较方式 (24)4.4.2 三角波比较方式的电流跟踪方式 (24)4.4.3 SVPWM电流控制方式 (25)4.5 SVPWM控制原理 (25)4.5.1 SVPWM的特点 (25)4.5.2 SVPWM的原理 (26)4.6 SVPWM的实现 (27)4.6.1 参考电压所在扇区的判断 (27)4.6.2 各个扇区开关持续时间的计算 (29)4.7 SVPWM控制的实现 (29)4.8 本章小结 (30)5 光伏并网逆变器的仿真 (30)5.1 恒定电压法MPPT跟踪的仿真实现 (31)5.1.1 固定电压法MPPT跟踪的仿真方法 (31)5.1.2 固定电压法MPPT仿真 (31)5.1.3 固定电压法MPPT仿真结果分析 (32)5.2 SVPWM控制的仿真 (33)5.2.1 SVPWM控制仿真方法 (33)5.2.2 SVPWM控制仿真电路 (34)5.2.3 SVPWM控制仿真结构分析 (35)5.3 本章小结 (36)6 结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)1 绪论1.1 课题背景随着煤炭、石油等现有化石能源的频频告急和大量使用化石能源对生态环境造成严重的破坏，人类不得不尽快寻找新的清洁能源和可再生资源。

摘要太阳能并网系统的控制目标是实现正弦电流并网，使其工作在单位功率因素并网模式。

并网逆变器输出电流波形直接影响光伏发电系统的供电质量，正因为如此，并网逆变器输出电流控制策略是太阳能发电系统的研究的一大热点，在本论文的研究设计中，我们采用的是近年兴起的空间矢量控制技术（SVPWM），它具有谐波小，直流电压利用率高，易于数字化实现等优点，被广泛用于太阳能并网发电中。

本文通过对三相并网逆变器进行连接负载和并网接入，分析了SVPWM控制技术的原理以及SVPWM控制技术在此次太阳能三相并网逆变器中控制作用。

SVPWM控制技术根据α-β复平面空间中的状态开关矢量，直接合成参考电压空间矢量，进行相关矢量作用时间的求取，计算量适中，实时性好，逆变器输出电流谐波小，同时给出了相关的数学推导来证实相关原理和算法理论，然后根据这一理论利用MATLAB/SIMULINK动态仿真工具来实现对SVPWM控制算法的动态仿真。

在本次设计中，我们建立了基于SVPWM控制技术的三相并网逆变器的仿真模型，利用模型进一步分析了SVPWM控制技术在并网逆变器中的应用与实现，最后给出了仿真波形，并对仿真结果进行了分析，仿真结果达到了设计指标，符合预期设想。

在世界能源形势日益紧张的今天，SVPWM控制技术在逆变节能方面具有广阔的应用前景。

关键词：空间矢量脉宽调制;逆变技术;动态仿真;矢量控制;SIMULINKABSTRACTSolar energy grid system control goal is to realize the sine current grid, make its work in the unit power factor grid pattern. Grid inverter output current wavef orm directly influence (pv) power system of power supply quality, because of this, grid inverter output current control strategy is to solar power system one of the hot spot, in this paper the research design, we use is the space of the rise in recent year s of vector control (SVPWM), it has the harmonic small, dc voltage efficiency is high, easy to digital realizable, is widely used in the solar energy grid generation.This article through to the three-phase grid inverter for connects the load and grid access, analyzes the principle and the SVPWM control technology in the solar energy SVPWM control technology in the three-phase grid inverter control function. SVPWM control technology according to alpha β complex planar space vector of the state switch, the direct synthesis of reference voltage space vector, relative vector effect time deriving, moderate amount of calculation, good real-time, inverter output current harmonic small, and presents the related mathematical reasoning to confirm related principles and algorithm theory, and then based on the theory of using MATLAB/SIMULINK tool to achieve the dynamic simulation of SVPWM control algorithm of dynamic this design, we established based on SVPWM control technology of the three-phase grid inverter simulation model, using the model to analyze the SVPWM control technology in the grid inverter application and implementation, and finally presents the simulation waveform, and the simulation results are analyzed, and the simulation results to reach the design ind ex, in line with expectations. In the world energy situation of increasingly scarce today, SVPWM control technology in energy conservation in inverter has wide application prospects.Key words:space vector pulse width modulation;inverter technology;dynamic simulation;vector control;SIMULINK目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1 绪论 (1)课题研究背景和意义 (1)国内外研究现状 (2)本论文主要完成的工作 (5)2 太阳能三相并网逆变器的结构设计 (6)太阳能三相并网发电总体结构介绍 (6)太阳能三相并网逆变电路系统结构 (7)LC滤波电路的设计与分析 (9)3 基于SVPWM控制的太阳能三相并网逆变器原理 (11)SVPWM基本原理 (11)SVPWM法则推导 (13)SVPWM控制算法 (16)SVPWM的物理意义 (22)4 太阳能三相并网逆变器的仿真研究 (24)基于SVPWM控制的三相并网逆变器系统 (24)MATLAB/SIMULINK简介 (24)基于SVPWM控制技术的三相并网逆变器仿真 (25)结束语 (34)参考文献 (35)附录一 (36)附录二 (37)附录三 (38)致谢 (39)1 绪论课题研究背景和意义太阳能作为一种清洁的可再生能源，成为了国际社会公认的理想替代能源。

《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着全球能源结构的转变，可再生能源的利用越来越受到重视。

其中，光伏发电以其清洁、可再生的特点，成为了重要的能源来源。

然而，光伏发电的输出功率受到环境因素如光照、温度等的影响，具有很大的波动性。

因此，设计一种基于光伏发电预测的并网逆变器，以提高光伏发电系统的稳定性和效率，成为了研究的热点。

本文旨在介绍一种基于光伏发电预测的并网逆变器的设计与实现。

二、系统设计1. 整体架构设计本系统主要由光伏电池板、数据采集模块、预测模块、并网逆变器模块和控制系统组成。

其中，数据采集模块负责实时采集光伏电池板的输出功率和环境数据；预测模块基于采集的数据进行光伏发电功率预测；并网逆变器模块将直流电转换为交流电并入电网；控制系统则负责整个系统的协调和控制。

2. 预测模块设计预测模块是本系统的核心部分，它基于历史数据和实时环境数据，采用机器学习算法进行光伏发电功率预测。

具体而言，我们采用了长短期记忆网络（LSTM）模型，该模型能够捕捉时间序列数据中的长期依赖关系，适用于光伏发电功率预测。

三、硬件设计1. 数据采集模块数据采集模块采用传感器和微控制器实现。

传感器负责采集光伏电池板的输出功率和环境数据（如光照、温度等），微控制器则负责将传感器数据传输至预测模块。

2. 并网逆变器模块并网逆变器模块采用高性能的电力电子器件和控制芯片实现。

它能够将光伏电池板产生的直流电转换为交流电，并入电网。

同时，它还能够根据预测模块的预测结果，调整输出功率，以实现最大化的能源利用。

四、软件实现1. 预测算法实现预测算法采用Python语言实现，利用深度学习框架（如TensorFlow）构建LSTM模型。

模型训练采用历史数据和实时环境数据，通过不断优化模型参数，提高预测精度。

2. 控制系统实现控制系统采用嵌入式系统实现，通过与预测模块、并网逆变器模块的通信，实现整个系统的协调和控制。

具体而言，控制系统根据预测模块的预测结果，调整并网逆变器模块的输出功率，以实现最大化的能源利用。

TECHNOLOGY AND INFORMATION88 科学与信息化2023年6月下光伏发电三相并网逆变器的设计曾庆龙 常虎国网淮南市潘集区供电公司 安徽 淮南 232082摘 要 目前，在光伏发电行业中，并网逆变器的研究主要集中在硬件开发、电路控制算法等方面。

基于对近几年来的发展情况的搜集与研究,本文对电路控制算法和Matlab仿真进行深入探讨。

设计中的三相光伏并网逆变器主要由DC-DC直流变换电路和并网逆变电路构成。

前部分的DC-DC电路为多支路并联，各支路独立进行最大功率跟踪，满足了直流电压宽输入的要求，可用于各种各样的光伏产业系统；后部分的并网逆变电路采用SVPWM矢量控制进行逆变，提高电压利用率，减少电网的输入谐波。

本文在分析了三相光伏逆变器原理的基础上，利用Matlab进行仿真，观察整个系统的可行性及不同变量对输出电压的影响。

关键词 光伏发电；并网逆变器；最大功率点跟踪；SVPWMDesign of a Three-Phase Grid-Connected Inverter for Photovoltaic Power Generation Zeng Qing-long, Chang HuState Grid Huainan City Panji District Power Supply Company, Huainan 232082, Anhui Province, ChinaAbstract In the photovoltaic power generation industry, the current research on grid-connected inverters is mainly focused on hardware development and circuit control algorithms. Based on the collection and study of the developments in recent years, this paper provides an in-depth discussion of circuit control algorithms and Matlab simulation. The three-phase photovoltaic grid-connected inverter in the design mainly consists of a DC-DC direct current converter circuit and a grid-connected inverter circuit. The DC-DC circuit in the front part is a multi-branch parallel connection with each branch independently for maximum power tracking, which meets the requirement of wide input of direct current voltage and can be used in various photovoltaic industry systems; The grid-connected inverter circuit in the rear part is inverted using SVPWM vector control to improve voltage utilization rate and reduce input harmonics to the grid. In this paper, based on the analysis of the three-phase photovoltaic inverter principle, Matlab is used for simulation to observe the feasibility of the whole system and the effect of different variables on the output voltage.Key words photovoltaic power generation; grid-connected inverter; maximum power point tracking; SVPWM引言目前我国已初步建立起一套比较完善的太阳能与风能的协同与互补工作系统，而对于光伏并网逆变系统的控制试验则缺乏深入的探讨[1-2]。

HUNAN UNIVERSITY毕业论文论文题目屋顶太阳能并网发电系统的光伏逆变器设计学生姓名杨昶学生学号20100710421专业班级电气工程及其自动化1004班学院名称电气信息工程学院指导老师刘波峰学院院长王耀南2014 年5月21日目录摘要 (1)ABSTRACT (4)第1章绪论 (5)1.1 光伏发电背景及意义 (5)1.1.1能源利用现状 (5)1.1.2太阳能利用的主要形式 (6)1.1.3光伏发电技术的优势及前景 (6)1.2光伏发电技术研究现状 (7)1.2.1国外光伏发电技术研究现状 (7)1.2.2国内光伏发电技术研究现状 (7)1.3本课题主要内容 (8)第2章屋顶太阳能光伏并网发电系统设计及要求 (8)2.1光伏发电系统简介 (8)2.1.1光伏发电系统基本原理 (8)2.1.2光伏并网发电系统优点 (9)2.2光伏逆变器简介 (9)2.2.1逆变器分类 (9)2.2.2单级结构与两级结构的光伏逆变器 (10)2.3光伏逆变器的设计 (10)2.3.1逆变器设计要求 (10)2.3.2逆变器设计规格 (10)2.3.3主电路拓扑结构设计 (11)2.3.4主电路DC/AC拓扑结构设计 (14)第3章系统的硬件设计及软件设计 (17)3.1主电路参数设计 (17)3.1.1 功率器件选取 (17)3.1.2 DC/DC部分主电路设计 (19)3.1.3 DC/AC部分主电路设计 (20)3.2 驱动、采样电路设计 (21)3.2.1 IPM模块驱动电路 (21)3.2.2 直流侧电压采样电路设计 (21)3.2.3直流侧电流采样电路设计 (22)3.2.4 逆变器输出电压采样电路设计 (22)3.2.5逆变器输出电流采样电路设计 (23)3.2.6电网电压采样电路设计 (24)3.2.7过零捕获电路 (25)3.2.8死区生成电路 (25)3.3 系统软件设计 (26)3.3.1主程序流程图 (26)3.3.2中断子程序流程图 (27)3.3.3 孤岛故障检测程序 (28)第4章光伏并网发电系统的控制方法研究 (29)4.1逆变器并网控制方式与目标 (29)4.1.1 逆变器并网控制方法 (29)4.1.2 逆变器并网控制目标 (30)4.2逆变电路控制方式 (30)4.2.1 电压瞬时值单环反馈控制方式 (30)4.2.2 电流瞬时值单环反馈控制方式 (31)4.2.3 电压电流双环反馈控制方式 (33)4.3 孤岛效应简介 (34)4.3.1 孤岛效应及其危害 (34)4.3.2 孤岛效应检测策略 (34)第5章全文总结 (35)参考文献 (36)摘要在能源危机与环境污染等问题日益严重的今天,新能源的开发与利用越发受到重视,太阳能因为具有经济、清洁等优点而倍受青睐,太阳能光伏发电技术作为新能源利用形式之一也在快速发展。

光伏离网逆变器中逆变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，尤其是小功率光伏离网发电系统，设计实现了基于DSP控制的光伏离网逆变器逆变电路部分的硬件电路。

论文首先介绍了太阳能光伏发电的国内外发展现状，阐述了利用DSP控制光伏离网系统的基本原理。

然后提出了以逆变器DC/AC变换技术为核心的光伏离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。

关键词：光伏离网；逆变器；DSP；Matlab仿真The design of inverter circuit in off gridphotovoltaic inverterAbstractIn 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 off grid power generation system, design and achieve the hardware circuit of inverter circuit in photovoltaic off grid inverter based on DSP control.The paper firstly described the development of photovoltaic power generation in the world, and explained the basic principles of DSP controlled photovoltaic off grid system.Then objective of toff 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.Key words:off grid photovoltaic; inverter; DSP; Matlab simulation目录摘要..................................................... 错误！未定义书签。

3KW光伏并⽹逆变器的软件毕业设计设计论⽂XX⼤学毕业设计（论⽂）题⽬： 3KW光伏并⽹逆变器的软件设计指导教师：职称：教授学⽣姓名：学号：专业：院（系）：完成时间： 2010年5⽉2010 年 5 ⽉ 26 ⽇摘要太阳能作为当前⼈类最理想环保的新能源之⼀，⼰经得到⼈类越来越⼴泛的应⽤。

⽽光伏并⽹逆变器是太阳能并⽹发电系统中必不可少的设备之⼀。

光伏并⽹逆变器是将太阳能电池所输出的直流电转换成符合公共电⽹要求的交流电并送⼊电⽹的设备。

按照不同的标准光伏并⽹逆变器的拓扑结构分为很多种，本⽂介绍了⼀种⼯频隔离型光伏并⽹逆变器。

⾸先，本⽂介绍了光伏并⽹逆变器的⼯作原理与分类。

其次，本⽂采⽤有效值外环、瞬时值内环的控制⽅法，既保证了逆变器输出的静态误差为零，⼜保证了逆变器良好的输出波形。

随后，本⽂详细讨论了并⽹过程中的软件锁相环技术，对锁相环电路的组成、⼯作原理进⾏了研究。

最后，采⽤TI公司的TMS320LF2407A作为主控芯⽚，完成了预期的设计。

关键词：光伏；并⽹发电；SPWM；软件锁相环；⾃动控制AbstractAs one of the optimal new energy sources, the solar energy has been applied more and more widely by human being. And the grid-connected photovoltaic inverter is one of the necessary equipment of the grid-connected photovoltaic system.The grid-connected photovoltaic inverter is a equipment which transform the DC from the solar cell to AC according with the grid and transports it to the public grid. According to different standard, the structure of the grid-connected photovoltaic inverter is various. This paper introduces a kind of line frequency isolated inverter.Firstly, this paper introduces the principium and sort of grid-connected photovoltaic inverter.Secondly, by using the control method of virtual value outer loop and instantaneous value inner loop，we can eliminate the static error, and make the output waveform well.Subsequently，soft PLL was introduced in detail. The structure of Phase locked loop circuit and operating principle were researched.Finally, TMS320LF2407A of TI incorporated is used as the main controller. We finally finish the desired design.Key words: photovoltaic; grid-generation; SPWM; soft phase-locked-loop; Automatic control⽬录摘要............................................................................................I ABSTRACT..................................................................................II 第⼀章绪论.. (1)1.1课题的研究背景与意义 (1)1.2 系统总体⽅案 (1)1.3 本⽂主要的研究内容 (2)第⼆章光伏并⽹逆变器控制策略的研究 (3)2.1 光伏并⽹逆变器的分类 (3)2.2 光伏并⽹逆变器控制⽬标 (4)2.3 基于SPWM的电压/电流型并⽹逆变器控制的研究 (5)2.3.1 控制系统数学模型 (5)2.3.2 PI参数的设计 (6)2.3.3 基于SPWM的电压/电流型并⽹逆变器的控制⽅法 (8)2.3.4 SPWM信号的产⽣原理 (10)2.4 并⽹逆变器中同步锁相环的研究 (11)2.4.1 软件锁相环的基本原理 (12)2.4.2基于光伏并⽹控制的软件锁相环的⼯作原理 (12)2.4.3 并⽹控制中的锁相算法分析 (13)2.5 本章⼩结 (14)第三章光伏并⽹发电系统软件设计 (15)3.1 系统主程序流程图 (15)3.2 定时器中断⼦程序 (17)3.3 软件锁相环的设计 (19)3.4 控制系统软件抗⼲扰措施 (22)3.5 本章⼩结 (23)第四章总结与展望 (24)致谢 (25)参考⽂献 (26)附录：⽂献翻译 (27)原⽂ (27)⽂献翻译 (35)第⼀章绪论1.1课题的研究背景与意义能源是⼈类社会⽣存和发展的动⼒源泉。

太阳能光伏并网逆变仿真太阳能光伏并网逆变器的研究物理与能源学院新能源科学与工程专业5 萧海铃指导教师：陈曦摘要:随着社会不断发展，开发可再生能源越发重要，太阳能具有资源丰富、可再生且清洁等优点，是非常理想的可替代能源。

本文选择三相光伏电压型并网发电系统，采用SPWM的输出控制方式，提高太阳能利用效率，电流谐波小，满足光伏并网发电要求；并利用Matlab的Simulink工具箱建立了太阳能光伏并网逆变仿真，验证了在太阳能电池输出电压出现阶跃激增或突降时，电流谐波小，系统保持良好的鲁棒性。

关键词:三相电压型并网逆变器光伏 SPWM1引言1．1 研究背景能源危机是能源短缺或价格上涨的结果，甚至导致经济衰退，如石油价格一路上升。

目前能源匮乏、环境污染的现状使得无污染的、可再生的能源的发展变得举足轻重。

太阳能，作为地球上最丰富的可再生能源，在过去的11亿年里，只消耗2%的能量，可以预测的是一种取不尽，用不完的能源。

且随处可得，就地取用，因此对边远地区的发展很有优势，也不需要考虑运输问题，所需成本低。

最重要的是，太阳能是一种无污染的、清洁的、安全的能源，不会像石油、核能产生废气、辐射，从而对环境造成损害，符合可持续发展的要求。

图1 利用太阳能发电的优点太阳能技术可以分为光热技术、光生物技术、光化学技术、光伏技术四类。

本次实验研究的就是太阳能发电技术，其优点如图1所示。

随着科技不断发展，光伏发电技术也取得了很大的突破，有广阔的发展前景和意义。

1．2国内外光伏发电系统的发展现状根据欧洲光伏工业协会和太阳能光伏网的数据，欧洲占有其主要市场。

2012年新增光伏装机的55%来自欧洲，约7.6 GW；其次是中国（5.0 GW）、意大利（3.4 GW）、美国（3.3 GW）和日本（2 GW）。

对于累计装机，欧洲仍然全球领先，中国则紧跟其后，排名第二位。

我国目前光伏发电的相关产业发展表现强劲，2013-2015年是发展迅猛的时期。

光伏电源逆变器的设计摘要随着传统的三大化石能源日渐枯竭，绿色能源的开发和利用将会得到空前的发展，太阳能作为世界上最清洁的绿色能源之一，起并网发电备受世界各国普遍关注。

而光伏并网发电系统的核心部件，如何可靠的高质量地向电网输送功率尤为重要，因此在可再生能源并网发电系统中起点能变换作用的逆变器成为了研究的一个热点。

为此本文仍然采用“全桥逆变+LC滤波+工频升压”的逆变电源设计方案。

整个系统设计分为SPWM波形产生电路、H桥驱动及逆变电路、欠压过流保护电路。

在SPWM波形产生环节，本文采用脉宽调制芯片SG3525的为核心。

由文氏桥振荡电路产生50Hz的正弦波基准信号。

然后经过精密整流、放大等处理输入到SG3525的补偿信号端，从而输出SPWM波。

最后进行死区延时，输入到驱动电路中。

在驱动电路设计环节中，本文采用两片IR2110半桥驱动芯片构成全桥驱动电路。

输出侧逆变电路中开关管选用耐压值高的MOSFET。

然后经过工频变压器进行升压到市电，供家用电器使用。

对输入、输出进行采样，实时监控是否欠压、过流，进行保护动作。

最后，给出额定功率为500W（输入电压12V输出交流220V）的单相逆变器样机的试验波形。

关键词：光伏电源，逆变器，SPWM，SG3525，IR2110DESIGN OF PV POWER INVERTERABSTRACTIn recent years, photovoltaic technology has broad application. As our country's new energy law enacted, the photovoltaic power system in our country will have a broader space for development. Inverter is an important component in PV system. Its performance has great influence on the application of photovoltaic system. Currently, the domestic pure sine wave output inverter mainly uses 50Hz transformer for raising the output voltage, this paper is still developed an inverter by using the “Full-bridge circuit + LC filter + Isolator transformer”design proposal. The whole system is divided into SPWM waveform generator circuit, H bridge driver circuit and the inverter circuit, low voltage and over-current protection circuit.In SPWM waveform generation part, this paper uses SG3525 PWM chip core. The Wien bridge oscillation circuit generates 50Hz sine reference signal. After this signal precision rectification, amplification and other processing of the compensation signal input to the SG3525-side, so this part output the SPWM wave. Finally, the SPWM signals enter into the driving circuit after dead-time delay.In the design of drive circuit part, using two IR2110 half-bridge driver chips constitute a full-bridge driver circuit. The output side of inverter switch circuit selects high voltage value MOSFET. Then through 50Hz transformer, boost to the mains for household appliances. Testing the samples of the input and output voltage, real-time monitoring is under-voltage, over current, protection action.Finally, rated power for 500W (Input voltage 12V, Output communication 220V) single-phase ac inverter prototype test waveforms have been given.KEY WORDS：PV power, Inverter, SPWM, SG3525, IR2110目录前言 (1)第1章系统设计概述 (3)§1.1 光伏电源逆变器的基本结构和设计要求 (3)§1.1.1 系统的基本结构 (3)§1.1.2 系统的基本设计要求 (3)§1.2 系统电源设计 (4)§1.3 逆变电路 (4)§1.3.1 逆变电路的基本工作原理 (4)§1.3.2 电压型逆变电路 (5)§1.4 SPWM调制技术 (5)§1.4.1 理论基础 (6)§1.4.2 单极SPWM调制方式 (6)§1.4.3 双极性SPWM调制方式 (8)第2章SPWM调制电路 (9)§2.1 SG3525芯片介绍 (9)§2.1.1 功能结构 (9)§2.1.2 SG3525特性 (9)§2.2 单极性SPWM调制电路 (11)§2.2.1 SPWM调制电路结构 (11)§2.2.2 正弦波发生器 (11)§2.2.3 精密整流电路 (13)§2.2.4 误差放大及加法电路 (14)§2.2.5 SPWM调制 (15)§2.2.6 时序控制电路 (17)第3章逆变电路 (19)§3.1 IR2110芯片介绍 (19)3.1.1功能结构 (19)§3.1.2 IR2110特性 (20)§3.2 驱动电路设计 (21)§3.3 输出滤波器设计 (23)§3.4 保护电路设计 (24)第4章系统调试 (27)§4.1 信号板电路的调试 (27)§4.2 信号板与H桥联调 (29)§4.3 保护电路调试 (30)结论 (32)参考文献 (33)附录 (36)前言逆变器（INVERTER）就是一种直流电转化为交流电的装置，一般是把直流电逆变成220V交流电。

《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着全球能源结构的转变，可再生能源的利用日益受到重视。

其中，光伏发电作为绿色能源的重要组成部分，已逐渐成为解决能源危机和环境污染问题的重要途径。

然而，光伏发电的出力受气候、温度等外部因素影响较大，如何有效管理和优化这一分布式电源，并将其稳定地接入电网，成为了研究的热点。

为此，本文提出了基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现方案。

二、光伏发电预测技术光伏发电预测是并网逆变器设计的基础。

通过收集历史气象数据、光照强度、温度等数据，结合机器学习算法，可以对未来一段时间内的光伏发电出力进行预测。

预测模型应具备较高的准确性和实时性，以便为并网逆变器的控制策略提供依据。

三、并网逆变器设计1. 硬件设计并网逆变器的硬件设计主要包括主电路、控制电路和保护电路。

主电路采用全桥拓扑结构，以提高逆变效率；控制电路采用数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等高性能芯片，实现快速、准确的控制；保护电路则包括过流、过压、欠压等保护功能，确保系统安全稳定运行。

2. 控制策略设计控制策略是并网逆变器的核心。

根据光伏发电预测结果，结合电网电压、频率等参数，制定合理的控制策略。

在光伏发电出力较高时，通过调整逆变器的输出功率，实现与电网的平稳并网；在光伏发电出力较低或不稳定时，通过调整逆变器的运行模式，保证电网的稳定性和供电质量。

四、实现过程在硬件设计和控制策略设计的基础上，进行并网逆变器的实现。

首先，根据设计要求制作电路板、安装元器件；其次，编写控制程序，实现逆变器的智能控制；最后，进行系统调试和性能测试，确保并网逆变器满足设计要求。

五、实验与结果分析为了验证并网逆变器的性能，进行了实际运行实验。

实验结果表明，该并网逆变器具有较高的转换效率和稳定性。

在光伏发电出力预测准确的情况下，能够实时调整输出功率，实现与电网的平稳并网。

在面对外部因素干扰时，该并网逆变器能够快速响应，保证电网的稳定性和供电质量。

光伏并网逆变器控制方法研究【摘要】本文以3KW的家用型光伏并网发电系统为例，对光伏并网发电系统的核心——并网逆变器，进行控制策略的研究。

在MATLAB/SIMULIINK环境下建立光伏并网发电系统的数学模型，并选用电流滞环比较控制、无差拍控制、数字PID控制进行仿真研究。

仿真结果表明，三种控制策略都能得到符合并网要求的输出电流，其中无差拍控制得到的电流波形最佳。

【关键词】光伏并网，最大功率点跟踪，逆变控制，MA TLAB1绪论自世界上第一座光伏电站建立以来的40多年间，光伏发电产业的发展非常迅速。

截至2014年，全球的光伏装机总容量超过了160GW，我国的光伏装机总量也达到了28GW。

不过，在我国光伏产业发展迅速的背后，隐藏着光伏并网率低的问题。

针对这一问题，本文以3KW光伏并网发电系统为例，对并网逆变器的控制方法进行研究。

同时，对传统的逆变控制方法进行改进，以获得更好的逆变效果。

2光伏并网发电系统的组成如图2.1所示，本文采用的是双级式的单相光伏并网发电系统。

整个系统由光伏电池、DC/DC变换环节、DC/AC逆变环节和滤波器组成。

光伏电池输出的电能进入DC/DC变换环节进行升压，同时实现最大功率点跟踪；稳定的直流电压由DC/AC逆变成交流电流，经过LC滤波器后并入电网。

Grid图2.1 双级式单相光伏并网发电系统3MPPT算法最大功率点跟踪（MPPT）是指在温度、光照发生变化时，系统仍能使光伏电池的保持最大功率输出。

目前，常用的MPPT控制算法有恒定电压法、电导增量法、扰动观察法[1-2]和模糊控制[3]等。

本文采用的MPPT算法是一种改进的电导增量法，电导增量法的控制原理是：通过比较光伏阵列的瞬时导抗与导抗变化量的方法来实现对最大功率的跟踪；理论依据是光伏电池dP dU=，的P-V特性曲线是一条单峰的曲线，在最大功率点处功率对电压导数为0，即/0 dP dU的符号来确定增大或减小电压。

这种判断方法需要多判断一次dU的符通过判断/∙作为判断式，避免了分母为0的情况，号，增加了工作量。

《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着社会对清洁能源需求的不断增长，光伏发电技术正日益成为重要的可再生能源供应方式。

其中，光伏并网发电系统能够更有效地将太阳能转换为电能，为现代社会的能源供应提供了有效补充。

因此，设计与实现高效、可靠的基于光伏发电预测的并网逆变器，对于提高光伏发电系统的性能和效率具有重要意义。

本文将详细介绍基于光伏发电预测的并网逆变器的设计与实现过程。

二、系统设计1. 需求分析首先，根据实际应用场景和需求，我们明确了系统的基本功能：接收光伏发电预测数据，实时调整逆变器工作状态以适应不同的光照条件；确保电能的高效转换与稳定的并网输出。

同时，为了实现系统的高效性、可靠性和智能化，还需对系统的各项指标进行优化。

2. 总体架构设计系统主要由光伏发电预测模块、控制模块、并网逆变器模块和通信模块组成。

其中，光伏发电预测模块负责根据气象数据预测未来一段时间内的光伏发电量；控制模块负责根据预测数据调整逆变器的工作状态；并网逆变器模块负责将光伏直流电转换为交流电并入电网；通信模块则负责各模块之间的数据传输与交互。

三、硬件设计1. 光伏发电预测模块该模块采用高性能的微处理器和传感器，实时采集环境光照、温度等数据，并通过算法预测未来一段时间内的光伏发电量。

此外，该模块还具备数据存储功能，以便后期对历史数据进行分析和优化。

2. 控制模块控制模块采用先进的数字信号处理技术，接收光伏发电预测数据，根据预测结果实时调整逆变器的工作状态，如开关机、工作模式等。

此外，该模块还具备过流、过压、欠压等保护功能，确保系统的安全稳定运行。

3. 并网逆变器模块该模块采用高效率的逆变器电路和先进的控制算法，将光伏直流电转换为交流电并入电网。

同时，该模块还具备低谐波失真、高功率因数等特点，确保电能质量的同时提高系统效率。

4. 通信模块通信模块采用高速、稳定的通信协议，实现各模块之间的数据传输与交互。

此外，该模块还具备远程监控和故障诊断功能，方便用户对系统进行远程管理和维护。

《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着全球能源结构的转变，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，越来越受到人们的关注。

然而，光伏发电的输出功率受天气、光照等自然因素影响较大，因此，如何准确预测光伏发电的输出功率并实现其并网逆变器的设计与实现，成为了当前研究的热点问题。

本文旨在探讨基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现的相关问题。

二、光伏发电预测模型设计首先，要实现并网逆变器的设计与实现，需要建立一个准确的光伏发电预测模型。

该模型应考虑光照强度、温度、风速等自然因素对光伏发电的影响，以及历史数据对未来发电趋势的预测。

在模型设计过程中，可以采用机器学习算法，如神经网络、支持向量机等，对历史数据进行训练和预测。

同时，结合实时气象数据，对模型进行动态调整和优化，以提高预测的准确性。

三、并网逆变器设计并网逆变器是光伏发电系统中的重要组成部分，其作用是将直流电转换为交流电，并实现与电网的并网。

在并网逆变器的设计中，需要考虑以下几个因素：1. 输入电压范围：根据光伏电池板的输出电压范围进行设计。

2. 输出电压和频率：应与电网电压和频率相匹配。

3. 转换效率：应尽可能提高转换效率，以减少能量损失。

4. 保护功能：包括过压、过流、过热等保护功能，以保证系统的安全运行。

在具体设计中，可以采用数字化控制技术，实现对逆变器的高效控制。

同时，结合现代电力电子器件和电路技术，实现高效、可靠的电能转换。

四、实现过程在实现过程中，首先需要根据设计要求选择合适的硬件设备，如光伏电池板、逆变器模块、传感器等。

然后，根据设计图纸进行硬件连接和调试。

在软件方面，需要编写控制程序和算法程序，实现对逆变器的控制和光伏发电的预测。

在调试过程中，需要对系统进行全面的测试和验证，确保其性能和安全性。

五、实验结果与分析通过实验测试和实际运行数据可以看出，基于光伏发电预测的并网逆变器具有良好的性能和可靠性。

在预测模型方面，通过机器学习算法对历史数据的训练和调整，可以实现对未来光伏发电的准确预测。

《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着全球能源结构的转变，可再生能源的利用愈发显得重要。

光伏发电作为一种重要的可再生能源形式，已经引起了人们的广泛关注。

为了提高光伏发电系统的效率及稳定性，对其中的并网逆变器进行合理设计与实现变得至关重要。

本文旨在设计并实现一个基于光伏发电预测的并网逆变器，通过实时监测光伏系统的输出及天气情况，优化并网过程，从而提升能源利用率及供电的可靠性。

二、光伏发电现状及挑战当前，光伏发电在全球范围内得到了广泛应用。

然而，由于天气变化、设备老化等因素的影响，光伏系统的输出常常存在波动性。

这给并网过程带来了挑战，可能导致能源浪费和供电不稳定。

因此，设计一个能够预测光伏发电并优化并网过程的逆变器显得尤为重要。

三、系统设计1. 硬件设计本系统主要由光伏电池板、传感器、微控制器、逆变器等部分组成。

其中，传感器负责实时监测光伏系统的输出及天气情况；微控制器则根据接收到的数据，通过算法预测光伏发电的输出；逆变器则根据微控制器的指令，将直流电转换为交流电并实现并网。

2. 软件设计软件部分主要实现两个功能：光伏发电预测和并网优化。

光伏发电预测模块通过机器学习算法，根据历史数据及实时天气情况，预测未来一段时间内光伏系统的输出。

并网优化模块则根据预测结果，调整逆变器的运行参数，以实现最优的并网过程。

四、算法实现1. 光伏发电预测算法本系统采用基于机器学习的回归算法进行光伏发电预测。

首先，收集历史光伏发电数据及天气数据；然后，通过机器学习算法训练模型；最后，根据实时天气情况及模型预测光伏系统的输出。

2. 并网优化算法并网优化算法主要根据光伏发电预测结果，调整逆变器的运行参数。

具体而言，当预测到光伏系统将产生较多的电能时，逆变器将增加输出功率；反之，则减少输出功率。

此外，算法还将考虑电网的负载情况，以实现最优的并网过程。

五、系统实现与测试本系统采用模块化设计，便于后期维护和升级。

《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着能源危机与环境污染问题日益突出，可再生能源的利用逐渐受到广泛关注。

其中，光伏发电作为清洁、可持续的能源利用方式，已在全球范围内得到广泛应用。

然而，光伏发电的并网过程中，逆变器的设计与实现对于保证电力系统的稳定运行至关重要。

本文将探讨基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现，以提高光伏发电系统的效率和稳定性。

二、光伏发电预测技术在并网逆变器的设计与实现中，光伏发电预测技术起着关键作用。

通过预测光伏发电的功率、电压等参数，可以提前调整逆变器的工作状态，从而优化并网过程。

目前，常用的光伏发电预测技术包括基于历史数据的统计预测、基于物理模型的预测以及基于人工智能的预测等。

这些技术可以根据实际情况进行选择和组合，以提高预测的准确性和可靠性。

三、并网逆变器设计1. 设计要求并网逆变器的设计应满足高效性、稳定性、可靠性及易维护性等要求。

其中，高效性指的是在满足电网需求的前提下，将光伏发电系统的直流电能转换为交流电能的效率要高；稳定性则要求在各种工作条件下，逆变器都能保持稳定的输出；可靠性则要求逆变器具有较长的使用寿命和较低的故障率；易维护性则要求逆变器便于维修和更换部件。

2. 总体设计并网逆变器的总体设计包括主电路设计、控制电路设计、保护电路设计等。

主电路设计应考虑到电能的转换效率和电网的兼容性；控制电路设计应具备高性能的信号处理能力和抗干扰能力；保护电路设计则应具备过压、过流、欠压等保护功能，以确保系统的安全运行。

四、并网逆变器实现1. 硬件实现并网逆变器的硬件实现主要包括电路板的设计与制作、元器件的选型与采购、逆变器的组装与调试等。

在制作过程中，应遵循相关的安全规范和工艺要求，确保硬件的质量和可靠性。

2. 软件实现软件实现是并网逆变器的关键部分。

通过编写控制算法和程序，实现对逆变器的控制、保护和通信等功能。

在软件设计中，应考虑到实时性、稳定性和可扩展性等因素，确保软件能够满足系统的需求。