(完整版)单相光伏并网逆变器的研究40本科毕业设计41

单相光伏并网逆变器的设计
在设计单相光伏并网逆变器时，首先要确定逆变器的额定功率。

根据
光伏电池板的额定功率和数量，可计算出所需的逆变器功率。

此外，还需
要考虑逆变器的最大功率点跟踪（MPPT）性能，确保在不同的光照条件下
能够实时追踪光伏电池板的最大功率点，以提高系统的效率。

接下来，需要选择合适的逆变器拓扑结构。

目前常用的拓扑结构有单
级逆变器和多级逆变器。

单级逆变器结构简单，但效率较低，适用于小功
率应用；而多级逆变器结构复杂，但效率较高，适用于大功率应用。

根据
实际需求来选择适合的拓扑结构。

另外，在设计过程中还需要考虑到逆变器的控制策略。

一种常用的控
制策略是相位锁定环路（PLL）控制。

PLL控制可以确保逆变器输出的交
流电与公共电网同步，以避免发生干扰或相位不匹配。

此外，还需要考虑
到电流控制、电压控制、频率控制等方面的控制策略。

同时，逆变器的可靠性也是设计过程中需要考虑的重要因素。

在设计
中应选择可靠性较高的元件和材料，同时进行充分的散热设计，以确保逆
变器在长时间运行时不会过热受损。

最后，还需要在设计中考虑到逆变器的通信接口和监控系统。

逆变器
通常需要具备与电网通信以实现并网功能，并提供与用户的通信以方便监
控运行状态和故障诊断。

综上所述，单相光伏并网逆变器的设计需要考虑到逆变器的额定功率、拓扑结构、控制策略、可靠性以及通信接口等因素。

只有在全面考虑这些
因素的前提下进行设计，才能确保逆变器的性能和可靠性，并实现可持续
发展。

摘要随着社会生产的日益发展，对能源的需求量在不断增长，全球范围内的能源危机也日益突出。

地球中的化石能源是有限的，总有一天会被消耗尽。

随着化石能源的减少，其价格也会提高，这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。

可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源，特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。

其中太阳能资源在我国非常丰富，其应用具有很好的前景。

光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电，并回馈电网。

光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器，在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。

给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析，同时选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU，阐述了芯片特点及选择的原因。

并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。

文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了阐述并提出了针对本设计的实现方法。

最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。

文章的主要内容如下:1.目前国内外光伏发电的现状和发展前景，并对光伏并网发电系统的功能、分类和特点作了简单介绍，对光伏并网发电系统建立了一个总体认识。

2.研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性。

重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素，并得出相应的结论。

3.并网逆变器主要包括DC/DC及DC/AC两部分，文中分析了各部分设计重点，明确了选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU的原因及优点，同时给出了控制及软件实现方法。

4.光伏电池发电输出是非线性的，存在输出最大功率(CMPPT)跟踪问题。

本文阐述了常用的最大功率点跟踪方法，并结合本设计提出了改进方法。

使光伏电池工作于最大输出功率点上，获得高效功率输出。

5.在实际太阳能并网发电系统中，太阳能电池的输出及电网的电压是不断波动的，如何实现安全并网以及在运行中对各种故障的检测及报警进行了探讨，重点对“孤岛效应”进行了分析。

第一章绪论1.1 光伏发电背景与意义作为一种重要的可再生能源发电技术，近年来，太阳能光伏(Photovoltaie，PV)发电取得了巨大的发展，光伏并网发电已经成为人类利用太阳能的主要方式之一。

目前，我国已成为世界最大的太阳能电池和光伏组件生产国，年产量已达到100万千瓦。

但我国光伏市场发展依然缓慢，截至2007年底，光伏系统累计安装100MWp，约占世界累计安装量的1％，产业和市场之间发展极不平衡。

为了推动我国光伏市场的发展，国家出台了一系列的政策法规，如《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源十一五发展规划》等。

这些政策和法规明确了太阳能发电发展的重点目标领域。

《可再生能源中长期发展规划》还明确规定了大型电力公司和电网公司必须投资可再生能源，到2020年，大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例要达到3％以上。

对于这一目标的实现，光伏发电无疑会起到非常关键的作用。

当下，我国地方和企业正积极共建兆瓦级以上光伏并网电站，全国已建和在建的兆瓦级并网光伏电站共11个（2008年5月前估计），典型的如甘肃敦煌10MW 并网光伏特许权示范项目，青海柴达木盆地的1000MW大型荒漠太阳能并网电站示范工程，云南石林166MW并网光伏实验示范电站。

可以预见，在接下来的几年里，光伏并网发电市场将会为我国摆脱目前的金融危机提供强大的动力，光伏产业依然会持续以往的高增长率，光伏市场的前景仍然令人期待。

光伏并网发电系统是利用电力电子设备和装置，将太阳电池发出的直流电转变为与电网电压同频、同相的交流电，从而既向负载供电，又向电网馈电的有源逆变系统。

按照系统功能的不同，光伏并网发电系统可分为两类：一种是带有蓄电池的可调度式光伏并网发电系统；一种是不带蓄电池的不可调度式光伏并网发电系统。

典型的不可调度式光伏并网发电系统如图1-1所示。

图1-1 不可调度式光伏并网发电系统从图1-1中可知，整个并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、连接组件、计量装置等组成，对于可调度式光伏并网发电系统还包括储能用的蓄电池组。

单相光伏并网系统的分析与探究摘要：随着能源危机和环境问题日益严峻，光伏发电作为一种清洁、可再生能源受到了广泛关注。

单相光伏并网系统作为光伏发电系统的一种，其特点是结构简易、安装便利、适用范围广泛，因此在家庭、商业和工业领域得到了广泛应用。

本文将对单相光伏并网系统的工作原理、构成因素以及影响因素进行分析和探究，旨在为光伏发电系统的设计、安装和运行提供理论指导和技术支持。

第一部分：引言随着全球能源需求的不息增加和化石燃料资源的日益枯竭，清洁、可再生能源成为了全球能源领域的探究热点。

其中，光伏发电作为一种具有宽广应用前景的新能源形式，以其无污染、零排放、长寿命等特点受到了广泛关注。

单相光伏并网系统作为光伏发电系统的一种，其具有结构简易、安装便利、适用范围广泛的特点，越来越多地被应用于家庭、商业和工业领域。

因此，对单相光伏并网系统进行深度分析和探究具有重要的意义。

第二部分：单相光伏并网系统的工作原理单相光伏并网系统主要由光伏阵列、逆变器、电网和测控系统组成。

光伏阵列负责将太阳能转换为直流电能，逆变器负责将直流电能转换为沟通电能，然后输出到电网中。

光伏阵列的输出电压和电流由光照强度和环境温度等因素决定，而逆变器则调整沟通电能的输出电压和频率以满足电网的要求。

第三部分：单相光伏并网系统的构成因素单相光伏并网系统的构成因素包括光伏阵列、逆变器、电网和测控系统。

光伏阵列是系统中最核心的部分，它由多个光伏组件组成，负责将太阳能转换为直流电能。

逆变器则是将直流电能转换为沟通电能，并依据电网的要求调整输出电压和频率。

电网是光伏发电系统的输出终端，接收逆变器输出的沟通电能并供电给用户。

测控系统负责对光伏阵列的工作状态进行监测和控制，并依据需要实施故障诊断和维护措施。

第四部分：单相光伏并网系统的影响因素单相光伏并网系统的性能受多种因素的影响，包括环境因素、系统配置和运行管理等。

环境因素主要包括光照强度、温度和湿度等，这些因素对光伏阵列的输出电压和电流产生重要影响。

LCL型单相光伏并网逆变器控制策略的研究一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，可再生能源的利用和开发受到了越来越多的关注。

其中，太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有广阔的应用前景。

单相光伏并网逆变器作为太阳能光伏发电系统的核心设备之一，其控制策略的研究对于提高光伏发电系统的效率和稳定性具有重要意义。

本文旨在研究LCL型单相光伏并网逆变器的控制策略，以期在提升逆变器性能、优化系统运行方面取得突破。

本文将介绍LCL型单相光伏并网逆变器的基本结构和工作原理，为后续控制策略的研究奠定基础。

本文将重点分析LCL型逆变器的控制策略，包括最大功率点跟踪（MPPT）控制、并网电流控制、无功功率控制等。

在此基础上，本文将探讨如何通过优化控制策略，提高逆变器的效率和稳定性，实现光伏发电系统的优化运行。

本文还将对LCL型单相光伏并网逆变器的并网电流质量、电网适应性等关键问题进行深入研究。

通过理论分析和实验验证，本文将提出一种有效的控制策略，以提高逆变器的并网电流质量，增强其对电网的适应性。

本文将总结研究成果，并对未来的研究方向进行展望。

通过本文的研究，期望能为LCL型单相光伏并网逆变器的控制策略优化提供理论支持和实践指导，推动光伏发电技术的持续发展。

二、LCL型单相光伏并网逆变器的基本原理LCL型单相光伏并网逆变器是一种高效、可靠的电力转换设备，其核心功能是将光伏电池板产生的直流电能转换为交流电能，并使其与电网的电压和频率同步，从而实现对电网的并网供电。

这种逆变器的主要组成部分包括光伏电池板、直流侧电容、LCL滤波器、功率变换器以及控制系统。

在LCL型单相光伏并网逆变器中，LCL滤波器发挥着至关重要的作用。

它由两个电感（L）和一个电容（C）组成，能够有效地滤除功率变换器产生的谐波，提高并网电流的质量。

LCL滤波器的设计需要综合考虑滤波效果、系统成本以及动态响应能力等因素。

功率变换器是逆变器的核心部件，负责将直流电能转换为交流电能。

单相光伏并网逆变器的研究引言：随着全球对可再生能源的需求不断增长，太阳能作为一种最为常见和可再生的能源之一，被越来越广泛地应用于电力领域。

并网逆变器作为太阳能发电系统中的重要组成部分，扮演着将太阳能电能转换成可供电网使用的关键角色。

在其中，单相光伏并网逆变器作为逆变器的一种特殊形式，具有其独特的优势和挑战。

本文旨在探讨单相光伏并网逆变器的研究进展和未来发展方向。

一、单相光伏并网逆变器的基本原理单相光伏并网逆变器是将太阳能电池板产生的直流电能转换成交流电能，并实现与电力网的无缝连接。

其基本原理如下：首先，通过光伏阵列将太阳辐射转换成直流电能；然后，将直流电能输入给逆变器；逆变器通过PWM控制或其他技术将直流电转换成交流电，最终与电力网相连接。

二、单相光伏并网逆变器的关键技术1.MPPT算法最大功率点追踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）是光伏并网逆变器的核心技术之一，主要用于提高系统的能量利用率。

MPPT算法能够根据光照强度和温度变化追踪光伏阵列的最大功率点，从而使得光伏阵列的输出功率最大化。

2.电网互感器设计3.低谐波控制技术光伏并网逆变器的运行可能会引起一些电网发生谐波，噪声等问题。

因此，低谐波控制技术在单相光伏并网逆变器的研究中显得尤为重要。

现有的低谐波控制技术包括多级逆变器、谐波滤波器等，旨在减小谐波和噪声对电力网的影响。

三、单相光伏并网逆变器的应用和发展趋势在未来的发展中，单相光伏并网逆变器将会朝着以下几个方面发展：1.提高逆变器的效率和电能质量，以提高发电系统的整体性能。

2.发展更智能化和自适应的MPPT算法，以提高能源利用率。

3.发展更为紧凑和轻便的设计，以适应各种场景的需求。

4.加强逆变器与电力网的通信和控制能力，以实现更高效的能量管理。

结论:单相光伏并网逆变器作为太阳能发电系统的重要组成部分，具有广阔的应用前景。

通过MPPT算法、电网互感器设计和低谐波控制技术等的不断创新，单相光伏并网逆变器在提高能源利用率、提高发电系统效率等方面取得了显著的研究进展。

单相光伏并网逆变器的研究本科单相光伏并网逆变器的研究轮机工程学院摘要能源危机和环境问题的不断加剧，推动了清洁能源的发展进程。

太阳能作为一种清洁无污染且可大规模开发利用的可再生能源，具有广阔应用前景。

并且伴随“智能电网”理论的兴起，分布式电力系统正日益受到关注，光伏逆变系统作为分布式电力系统的一种重要形式，使得对该领域的研究具有重要的理论与现实意义。

论文在分析光伏逆变系统发展现状与研究热点的基础上，探讨了光伏逆变系统的主要关键技术，对直接影响光伏逆变系统的工作效率以及工作状态的最大功率点跟踪控制、光伏逆变器控制等技术进行了详细研究。

为研究光伏逆变系统，本文建立了一套完整的光伏逆变系统模型，主要包括光伏电池模块，前级DC/DC变换器，后级DC/AC逆变器，以及相应的控制模块。

为了提高系统模型的准确性及稳定性，论文设计了一种输出电压随温度光照改变的光伏电池模型，提出了一种基于Boost升压变换器的最大功率点跟踪（MPPT）控制策略，并且将正弦脉冲宽度调制技术（SPWM）应用于逆变器控制。

最后在Matlab/Simulink软件环境下搭建了光伏逆变系统的整体模型，完成系统性的实验验证。

经过仿真实验验证，所提出的光伏逆变系统设计方案正确可行，且输出达到了设计要求，为进一步实现并网功能提供了条件，具有较高的实用参考价值。

关键词：光伏电池；最大功率点跟踪；光伏逆变系统；正弦脉冲调制技术ABSTRACTWith intensify of the energy crisis and environmental problems, the development of clean energy has got a promotion. The solar energy has a broad application because of its friendly-environmental advantage and renewable property. With the proposition of the Smart Grid, Distributed Power System has earned more attention. As an important form of Distributed Power System, photovoltaic inverter system is the key of the research in this field.This paper discusses the key techniques of photovoltaic inverter system on the basis of analysis of development and research hotspot of PV inverter system and traverses the main techniques such as maximum power point tracking (MPPT) which has a direct influence on work efficiency and work condition and technology of PV inverter.In order to research PV inverter system, this paper builds an integral model, including PV battery model and DC/DC converter and DC/AC single phase inverter as well as corresponding control models. In order to improve the validity and the stability of the system, the paper uses a PV battery model whose output voltage changes with intensify of the illumination and the real time temperature. And this paper proposes a control method of MPPT on the basis of Boost converter and applies the Sinusoidal PWM in single phase inverter control. At last, we will build an integral PV inverter system by using Matlab/Simulink software,to get a verification and validation.Through many simulation experiments, the proposed photovoltaic inverter system design is correct and feasible. And the output indicators meet the design requirements. The system paves the road to the further implement and grid connection and has a high practical value.KEY WORDS: PV battery；maximum power point tracking (MPPT)；PV inverter system；sinusoidal pulse width control (SPWM)目录第1章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2光伏并网逆变器技术简介 (2)1.3光伏并网逆变器的国内外现状及发展趋势 (3)1.4本文主要研究内容第2章光伏并网逆变系统分析 (5)2.1逆变器拓扑结构2.2并网逆变器输入方式2.3并网逆变器的隔离方式 (6)2.4 并网逆变系统的方案及其工作原理 (7)2.4.1光伏电池的原理及数学模型 (8)2.4.2前级Boost升压电路工作原理 (10)2.4.3后级单相全桥逆变器的工作原理 (11)2.5最大功率点跟踪模块的原理及分析 (12)2.5.1最大功率点跟踪原理 (12)2.5.2 爬山法 (13)2.6本章小结 (15)第3章光伏并网逆变器的控制及实现 (16)3.1并网逆变器的SPWM技术 (16)3.1.1 SPWM调制技术原理 (16)3.1.2单相单极性SPWM逆变器 (17)3.1.3单相双极性SPWM逆变器 (17)3.2光伏并网逆变器的输出控制 (18)3.2.1并网逆变器的控制目标 (18)3.2.2并网逆变器的输出控制模式 (18)3.3并网电流闭环控制系统数学模型 (21)3.4本章小结 (24)第4章基于SPWM的并网系统MATLAB/Simulink仿真 (25)4.1单相光伏并网逆变系统的仿真 (25)4.2光伏电池模型仿真 (25)4.3并网逆变系统的仿真 (27)4.4系统仿真结果及分析 (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (33)单相光伏并网逆变器的研究第1章绪论1.1课题背景及意义被誉为全球经济血液的能源是影响国家安全的重要因素之一，是人类社会运行和发展的基础物质条件[1]。

目录第一章绪论............................................................................................................................................................. - 1 -1.1太阳能及其光伏产业.................................................................................................. - 1 -1.2太阳能光伏发电的发展史.......................................................................................... - 1 -1.3光伏发电并网逆变器研究的目的.............................................................................. - 2 -1.4光伏发电并网逆变器研究的意义.............................................................................. - 2 - 第二章光伏发电并网逆变控制器系统的理论分析........................................................................................... - 3 -2.2逆变器的电路原理...................................................................................................... - 4 -2.2.1 逆变器的电路原理.......................................................................................... - 4 -2.2.2 逆变器的逆变传统技术................................................................................ - 5 -2.2.3 逆变器的SPWM控制技术 ............................................................................ - 7 -2.3 并网逆变..................................................................................................................... - 7 -2.3.1电路结构........................................................................................................... - 7 -2.3.2 系统的总体方案.............................................................................................. - 7 -2.3.3 前级电路的工作原理...................................................................................... - 8 -2.3.4主电路中参数的选取....................................................................................... - 9 -2.3.5光伏系统最大功率跟踪的方法..................................................................... - 10 -2.3.6 逆变器驱动电路.............................................................................................- 11 - 第三章硬件电路的设计..................................................................................................................................... - 12 -3.1直流侧欠电压检测电路............................................................................................ - 12 -3.2直流侧过电压检测电路............................................................................................ - 12 -3.2直流侧过电压检测电路............................................................................................ - 13 - 第四章系统软件设计........................................................................................................................................... - 14 -4.1 软件设计的目的....................................................................................................... - 14 -4.2 基于AT89C51的系统软件设计 ............................................................................. - 14 -4.3 系统的主程序流程图............................................................................................... - 14 -4.4 市电检测和光伏发电系统投切程序设计............................................................... - 15 -4.5 逆变电路控制程序设计........................................................................................... - 16 -4.6 中断与键盘子程序的设计....................................................................................... - 17 - 结论 ........................................................................................................................................................................ - 19 - 参考文献 ................................................................................................................................................................ - 20 - 致谢 ........................................................................................................................................................................ - 21 - 附录 ...................................................................................................................................................................... - 22 -光伏并网发电逆变控制器的设计摘要恶化的环境和世界传统能源的枯竭，促进了新能源的研究和发展。

本科毕业设计（论文）单相逆变器并网技术研究本科毕业设计（论文）单相逆变器并网技术研究摘要随着“绿色环保”概念的提出，以解决电力紧张，环境污染等问题为目的的新能源利用方案得到了迅速的推广，这使得研究可再生能源回馈电网技术具有了十分重要的现实意义。

如何可靠地、高质量地向电网输送功率是一个重要的问题，因此在可再生能源并网发电系统中起电能变换作用的逆变器成为了研究的一个热点。

本文以全桥逆变器为对象，详细论述了基于双电流环控制的逆变器并网系统的工作原理，推导了控制方程。

内环通过控制LCL滤波中的电容电流，外环控制滤波后的网侧电流。

大功率并网逆变器的开关频率相对较低，相对于传统的L 型或LC 型滤波器，并网逆变器采用LCL 型输出滤波器具有输出电流谐波小，滤波器体积小的优点，在此基础上本系统设计了LCL滤波器。

本文分析比较了单相逆变器并网采用单闭环和双闭环两种控制策略下的并网电流，并对突加扰动情况下系统动态变化进行了分析。

在完成并网控制系统理论分析的基础上，本文设计并制作了基于TMS320LF2407DSP的数字化控制硬件实验系统，包括DSP 外围电路、模拟量采样及调理电路、隔离驱动电路、保护电路和辅助电源等,最后通过MATLAB仿真软件进行验证理论的可行性,实现功率因数为1的并网要求。

关键词并网逆变器；LCL滤波器；双电流环控制；DSP本科生毕业设计（论文）AbstractWith the concept of”Green and Environmental Protection”was proposed．All kinds of new energy exploitation program are in the rapid promotion，which is in order to solve the power shortage，pollution and other issues．It makes exploring renewable energy feedback the grid technology has a very important practical significance．How to deliver power into the grid reliably and quality is an important problem，the inverter mat Can transform the electrical energy in the system of the renewable resource to be fed into the grid is becoming one of the hot points in intemational research．Based on the bridge inverter the analysis of the working principle and the deduction of the control equation have been presented. The strategy integrates an outer loop grid current regulator with capacitor current regulation to stabilize the system. The current regulation is used for the outer grid current control loop. The frequency of switching is slower in the high power grid-connected inverter. Compared with tradition type L or type LC, output filter and output current‟s THD of type LCL are all smaller.So on this basis, the system uses the LCL filter. This paper compares the net current of the single-phase inverter and net single loop and double loop under two control strategies, and the case of sudden disturbance of the dynamic change of the system.In complete control system on the basis of theoretical analysis, design and production of this article is based on TMS320LF2407DSP‟s digital control hardware test system, including the DSP external circuit, analog sampling and conditioning circuit, isolation, driver circuit, protection circuit and auxiliary power, etc., via MATLAB software to validate the feasibility of the theory. Achieve power factor is 1 and network requirements.Keywords Grid-connected inverter;LCL filter; Double current loop control;DSP目录摘要......................................................... III Abstract ...................................................... II 第1章绪论. (1)1.1国内外可再生能源开发的现状及前景 (1)1.1.1 可再生能源开发的现状及前景 (1)1.1.2可再生能源并网发电系统 (3)1.2并网逆变器的研究现状及趋势 (4)1.3本文的结构及主要内容 (6)第2章单相并网逆变器总体设计 (8)2.1并网逆变器组成原理及主体电路硬件设计 (8)2.1.1 系统逆变主体电路拓扑结构及原理 (8)2.1.2 系统主体电路参数设计 (9)2.2逆变器的SPWM调制方式分析 (10)2.3LCL滤波器的设计 (14)2.3.1 利用隔离变压器漏感确定LCL滤波 (14)2.3.2 LCL滤波器数学模型及波特图分析 (15)2.3.3 LCL滤波器的参数设计 (16)2.4并网控制策略的提出 (18)2.4.1 电流型并网模型分析 (18)2.4.2 几种控制方法分析 (20)2.4.3 使用双电流闭环控制策略 (23)2.5本章小结 (25)第3章系统仿真及结果分析 (26)3.1单相逆变器开环仿真 (26)3.2单相逆变器并网单闭环仿真分析 (27)3.3基于双电流环的单相逆变器并网仿真分析 (28)3.4突加扰动时系统动态分析 (29)3.5本章小结 (31)第4章数字化并网控制系统硬件设计 (32)4.1基于DSP的并网控制系统整体设计 (32)4.2系统电路设计 (33)4.2.1 DSP外围电路设计 (33)4.2.2 模拟信号采样电路 (34)4.2.3 隔离、驱动电路 (36)4.2.4 多功能控制电源设计 (37)4.2.5 保护电路设计 (38)4.3本章小结 (38)结论 (39)参考文献 (40)致谢 (42)附录1 (43)附录2 (52)附录3 (59)第1章绪论第1章绪论1.1 国内外可再生能源开发的现状及前景1.1.1可再生能源开发的现状及前景自20世纪50年代以来，随着经济活动的增加，世界能源消耗急剧上升，世界能源消耗增长了20倍。

单相光伏并网逆变器的研究轮机工程学院摘要能源危机和环境问题的不断加剧，推动了清洁能源的发展进程。

太阳能作为一种清洁无污染且可大规模开发利用的可再生能源，具有广阔应用前景。

并且伴随“智能电网”理论的兴起，分布式电力系统正日益受到关注，光伏逆变系统作为分布式电力系统的一种重要形式，使得对该领域的研究具有重要的理论与现实意义。

论文在分析光伏逆变系统发展现状与研究热点的基础上，探讨了光伏逆变系统的主要关键技术，对直接影响光伏逆变系统的工作效率以及工作状态的最大功率点跟踪控制、光伏逆变器控制等技术进行了详细研究。

为研究光伏逆变系统，本文建立了一套完整的光伏逆变系统模型，主要包括光伏电池模块，前级DC/DC变换器，后级DC/AC逆变器，以及相应的控制模块。

为了提高系统模型的准确性及稳定性，论文设计了一种输出电压随温度光照改变的光伏电池模型，提出了一种基于Boost 升压变换器的最大功率点跟踪（MPPT）控制策略，并且将正弦脉冲宽度调制技术（SPWM）应用于逆变器控制。

最后在Matlab/Simulink软件环境下搭建了光伏逆变系统的整体模型，完成系统性的实验验证。

经过仿真实验验证，所提出的光伏逆变系统设计方案正确可行，且输出达到了设计要求，为进一步实现并网功能提供了条件，具有较高的实用参考价值。

关键词：光伏电池；最大功率点跟踪；光伏逆变系统；正弦脉冲调制技术ABSTRACTWith intensify of the energy crisis and environmental problems, the development of clean energy has got a promotion. The solar energy has a broad application because of its friendly-environmental advantage and renewable property. With the proposition of the Smart Grid, Distributed Power System has earned more attention. As an important form of Distributed Power System, photovoltaic inverter system is the key of theresearch in this field.This paper discusses the key techniques of photovoltaic inverter system on the basis of analysis of development and research hotspot of PV inverter system and traverses the main techniques such as maximum power point tracking (MPPT) which has a direct influence on work efficiency and work condition and technology of PV inverter.In order to research PV inverter system, this paper builds an integral model, including PV battery model and DC/DC converter and DC/AC single phase inverter as well as corresponding control models. In order to improve the validity and the stability of the system, the paper uses a PV battery model whose output voltage changes with intensify of the illumination and the real time temperature. And this paper proposes a control method of MPPT on the basis of Boost converter and applies the Sinusoidal PWM in single phase inverter control. At last, we will build an integral PV inverter system by using Matlab/Simulink software, to get a verification and validation.Through many simulation experiments, the proposed photovoltaic inverter system design is correct and feasible. And the output indicators meet the design requirements. The system paves the road to the further implement and grid connection and has a high practical value.KEY WORDS: PV battery；maximum power point tracking (MPPT)；PV inverter system；sinusoidal pulse width control (SPWM)目录第1章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2光伏并网逆变器技术简介 (3)1.3光伏并网逆变器的国内外现状及发展趋势 (4)1.4本文主要研究内容 (6)第2章光伏并网逆变系统分析 (7)2.1逆变器拓扑结构 (7)2.2并网逆变器输入方式 (8)2.3并网逆变器的隔离方式 (9)2.4 并网逆变系统的方案及其工作原理 (11)2.4.1光伏电池的原理及数学模型 (11)2.4.2前级Boost升压电路工作原理 (14)2.4.3后级单相全桥逆变器的工作原理 (16)2.5最大功率点跟踪模块的原理及分析 (17)2.5.1最大功率点跟踪原理 (17)2.5.2 爬山法 (19)2.6本章小结 (21)第3章光伏并网逆变器的控制及实现 (22)3.1并网逆变器的SPWM技术 (22)3.1.1 SPWM调制技术原理 (22)3.1.2单相单极性SPWM逆变器 (23)3.1.3单相双极性SPWM逆变器 (24)3.2光伏并网逆变器的输出控制 (24)3.2.1并网逆变器的控制目标 (24)3.2.2并网逆变器的输出控制模式 (26)3.3并网电流闭环控制系统数学模型 (29)3.4本章小结 (32)第4章基于SPWM的并网系统MATLAB/Simulink仿真 (33)4.1单相光伏并网逆变系统的仿真 (33)4.2光伏电池模型仿真 (33)4.3并网逆变系统的仿真 (35)4.4系统仿真结果及分析 (37)结论 (38)参考文献 (38)致谢.............................................................................. 错误!未定义书签。

单相光伏并网逆变器的研制单相光伏并网逆变器的研制近年来，随着人们对可再生能源的重视程度不断提升，太阳能光伏发电得到了广泛关注。

光伏发电系统是一种将太阳能转化为电能的系统，其中光伏逆变器作为核心设备起到了至关重要的作用。

光伏逆变器的主要功能是将直流电能转换为交流电能，以满足家庭、企业或工厂的电力供应需求。

单相光伏并网逆变器是一种将光伏发电系统连接到公共电网的设备，可实现电网电能与光伏电能的平稳转换。

它可以将太阳能光伏板发出的直流电能转化为交流电，并与公共电网实现同步运行，从而将多余的电能注入到电力网络中，减少能源浪费，降低环境污染。

因此，单相光伏并网逆变器被广泛应用于家庭光伏发电系统、商业光伏发电系统和工业光伏发电系统中。

为了研制出效率高、性能可靠的单相光伏并网逆变器，首先需要进行系统设计。

设计过程需要考虑多个方面，包括逆变器的输入电压范围、输出功率范围、输出电压波形质量以及保护功能等。

另外，还需要考虑光伏模块的最大功率点跟踪（MPPT）功能，以确保逆变器能够高效地收集太阳能。

接下来，进行逆变器的硬件设计。

逆变器的硬件设计主要涉及到电路拓扑的选择、元件选型以及PCB设计等。

对于单相光伏并网逆变器来说，广泛采用的电路拓扑有单相全桥拓扑和单相半桥拓扑。

选择合适的电路拓扑可以提高整个逆变系统的效率和稳定性。

元件选型需要根据逆变器的功率要求和工作环境来选择合适的电子元件。

PCB设计方面需要考虑逆变器的散热、线路布局以及防止电磁干扰等问题。

在实现逆变器硬件设计的基础上，接下来是进行逆变器软件的开发。

逆变器软件主要包括控制算法的编写和系统保护功能的实现。

控制算法需要实现MPPT功能，通过精确计算最大功率点，确保光伏模块输出的电能最大化。

系统保护功能需要实现过压保护、欠压保护、过温保护以及短路保护等，以确保逆变器在不正常工作情况下能够及时停机，保护光伏模块和逆变器本身。

最后，进行逆变器的实验验证和性能测试。

在实验验证阶段，需要测试逆变器的输入电压范围、输出功率范围、电流波形以及稳定性等。

摘要近年来由于人们对能源短缺、环境污染问题的日益关注，太阳能的应用与普及越来越受到人们的重视，应用领域也越来越广泛,这也使得光伏产业在近些年发展较为迅猛。

本设计针对光伏电站的现状,应用计算机技术、网络通信技术等相关技术,研究开发了一套以现场总线为骨干的太阳能光伏电站监控系统。

该系统能够同时实现本地监控和远程监控功能,具有实时性好、功能全面等特点,具有很强的工程实用价值。

本设计首先介绍了光伏发电技术及其监控系统的研究现状,阐述了光伏电站监控系统的组成和功能。

根据实际应用的需求,选取了 AVR ATmega系列单片机作为该系统的控制器,进行了系统的软硬件的设计,实现了对光伏电站运行状态的实时监控,具有参数显示和设置等功能。

其次,通过比较目前常用的远程通信方式,选用了 GPRS无线通信方式来实现监控系统远程通信功能。

并结合GPRS无线通信方式的优点,详细阐述了系统是如何利用GPRS无线通信技术构建数据通信链路与实现数据远程传输的。

最后,分别给出了基于MCGS的本地监控和基于WEB的远程监控人机界面设计,并详细给出了单片机与本地上位机的通信协议——Modbus-RTU。

本监控系统是通过多重窗体程序来实现人机界面的,通过不同的窗体可以实现电站的运行状态的实时显示和参数设定等功能。

在实验室搭建了系统测试平台,进行了模拟调试,达到了设计的预期效果。

此系统已经在实际的工程中得到应用。

关键词:光伏电站;远程监控;单片机;GPRS;现场总线AbstractEnergy is the basis for human survival. Nowadays, energy crisis is increasingly serious. Solar energy, as an inexhaustible supply, is clean and renewable. It has been paid more and more attention. Therefore, using photovoltaic effect to convert solar power to electricity is one of the important methods to solve the current crisis. In this thesis, the PV power plant monitoring system is researched and designed based on fieldbus by using computer technology, network communication technology and related technologies. The system is able to achieve local and remote monitoring, and is very practical for its multiple functions and performance of real-time.Firstly, the research status of photovoltaic technology and its monitoring system was introduced in the thesis, and then the composition and function of the PV power plant monitoring system was described. According to the needs of practical application, A VR ATmega series microcontrollers were selected as the system controller in the thesis. The hardware design and software design for the controller were mainly studied, they could achieve real-time data acquisition, data and state display, parameter setting etc al.Secondly, by comparing with the current commonly used remote means of communication, GPRS wireless communication was chosen to achieve the remote communication, and how to use GPRS to build a data communication link and achieve remote data transmission was described in detail by combining the advantages of GPRS.Finally, the thesis gave the human-machine interface design based on MCGS and WEB respectively, and communication principle Modbus-RTU between the single-chip microcomputer and host computer. The human-machine interface was achieved through multiple forms program. The monitoring system achieved real-time displaying and parameter settings and other functions in different forms.In the laboratory, the hardware test platform was built. And by testing and debugging the system, it achieved the expected effect. In addition, this system has been applied in practical engineering.KEYWORDS: PV power plant; Remote monitoring; Microcontroller; GPRS; Fieldbus目录摘要 ............................................... 错误!未定义书签。

单相光伏并网逆变器的研制一、本文概述随着全球对可再生能源的需求日益增长，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

单相光伏并网逆变器作为太阳能光伏发电系统的核心设备之一，其性能稳定性和效率对太阳能发电系统的整体表现具有重要影响。

本文旨在探讨单相光伏并网逆变器的研制过程，包括其设计原理、关键技术、实验验证以及性能优化等方面，以期为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考和借鉴。

本文将详细介绍单相光伏并网逆变器的基本原理和结构特点，包括其工作原理、电路拓扑、控制策略等。

针对单相光伏并网逆变器的关键技术，如最大功率点跟踪、并网控制、孤岛效应检测等，本文将进行深入的分析和讨论，并提出相应的解决方案。

本文将通过实验验证和性能优化，评估单相光伏并网逆变器的实际性能，包括其转换效率、动态响应、稳定性等方面，并探讨其在实际应用中的潜力和优势。

本文还将对单相光伏并网逆变器的未来发展趋势进行展望，探讨其在提高转换效率、降低成本、增强智能化等方面的可能性和挑战。

通过本文的研究，期望能为单相光伏并网逆变器的进一步发展和应用提供有益的启示和指导。

二、单相光伏并网逆变器的基本原理太阳能电池板：太阳能电池板将太阳能转换为直流电能，这是整个系统的能量来源。

直流电源：直流电源接收太阳能电池板输出的直流电能，并将其稳定在逆变器所需的输入电压范围内。

逆变器：逆变器是单相光伏并网逆变器的核心部件，它的主要功能是将直流电转换为交流电。

逆变器采用单级式逆变结构，通过控制半导体开关器件的通断，产生高频交流电。

滤波器：滤波器用于去除逆变器输出的交流电中的谐波和噪声，以确保输出电能的质量。

变压器：变压器用于将逆变器输出的交流电调整到与电网电压相匹配的水平，以便顺利并入电网。

通过以上几个部分的协同工作，单相光伏并网逆变器能够将太阳能电池板输出的直流电能转换为符合电网要求的交流电能，并顺利并入电网，实现太阳能发电的并网应用。

《单相光伏发电并网系统的研究与设计》篇一一、引言随着社会对可再生能源的日益重视和科技的不断进步，单相光伏发电并网系统逐渐成为绿色能源领域的研究热点。

单相光伏发电并网系统不仅能够有效利用太阳能资源，减少对传统能源的依赖，还能为电网提供稳定的电力支持，具有显著的经济效益和社会效益。

本文旨在研究单相光伏发电并网系统的设计原理、关键技术及其应用，为光伏发电技术的发展和应用提供理论支持和实践指导。

二、单相光伏发电并网系统概述单相光伏发电并网系统主要由光伏电池板、直流汇流箱、逆变器、滤波器、变压器等组成。

其中，光伏电池板是太阳能转换为直流电的核心部件，直流汇流箱则用于集中和保护光伏电池板输出的电流。

逆变器将直流电转换为交流电，并通过滤波器和变压器与电网相连，实现并网发电。

三、系统工作原理与关键技术（一）工作原理单相光伏发电并网系统的工作原理主要包括光伏电池板的电能转换、直流电的汇集与处理、交流电的输出与控制等环节。

在光照条件下，光伏电池板将太阳能转换为直流电，经过直流汇流箱的集中和保护后，送入逆变器进行转换。

逆变器将直流电转换为符合电网要求的交流电，并通过滤波器和变压器与电网相连，实现并网发电。

（二）关键技术1. 最大功率点跟踪技术：通过实时监测光伏电池板的输出功率，自动调整工作点，使系统始终运行在最大功率点附近，提高发电效率。

2. 逆变器控制技术：通过精确控制逆变器的开关过程，使输出的交流电符合电网要求，实现高效、稳定的并网发电。

3. 滤波器设计技术：合理设计滤波器的参数和结构，减小谐波对电网的影响，保证并网电能质量。

4. 防孤岛保护技术：在电网故障或失电时，迅速检测并采取措施，防止孤岛效应的发生，保障系统安全。

四、系统设计与优化（一）系统设计单相光伏发电并网系统的设计需根据实际需求和安装环境进行。

首先需确定光伏电池板的数量和规格，根据负载需求和光照条件进行合理布局。

其次需选择合适的逆变器、滤波器和变压器等设备，确保系统能够高效、稳定地运行。