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三相光伏发电系统并网光伏发电系统结构框图如图所示。
系统可分为3个部分：光伏电池阵列(PV)、功率变换器和并网控制器PV功率变换器并网控制器电网直流侧电压、电流交流侧电压、电流并网光伏系统逆变器并网发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。
通过光伏组件将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后转换后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。
❖逆变器的特点：逆变器的主要特点包括：❖（1）要求具有较高的效率由于目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度的利用太阳能电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。
❖（2）要求具有较高的可靠性目前光伏电站系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如：输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。
❖（3）要求输入电压有较宽的适应范围由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。
特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压可能在10V~16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。
并网逆变器的电路结构：上图为并逆变器内部功能模块框图。
光伏输入在逆变器直流侧汇总，升压电路将输入直流电压提高到逆变器所需的值。
MPP 跟踪器保证光伏阵列产生直流电能能最大程度地被逆变器所使用。
IGBT 全桥电路将直流电转换成交流电压和电流。
保护功能电路在逆变器运行过程中监测运行状况，在非正常工作条件下可触发内部继电器从而保护逆变器内部元器件免受损坏。
逆变器的控制方案：逆变器的控制方法主要有采用经典控制理论的控制策略和采用现代控制理论的控制策略两种。
（1）经典控制理论的控制策略1、电压均值反馈控制他是给定一个电压均值，反馈采样输出电压的均值，两者相减得到一个误差，对误差进行PI调节，去控制输出。
他是一个恒值调节系统，优点是输出可以达到无净差，缺点是快速性不好。
三相光伏并网逆变器研发与智造专业：控制理论与控制工程在职研究生：张秀云（上海红申电气有限公司工程师）指导教师：刘一鸣（教授级高工）摘要光伏并网发电过程是将直流电变为交流电并将能量输送给电网，逆变器是太阳能电池和大电网连接的核心设备，它的稳定性和可靠性决定了输送电能的质量，为了提高发电质量，需要对系统的硬件和软件做深入的分析。
本文对这两个方面都做出了比较详细的数学推导，并进行了理论仿真，然后在此基础上搭建了硬件平台，对这些算法进行了初步的验证，给出了相应的实验结果。
首先，本文对光伏阵列的结构进行了分析，并搭建了阵列的仿真模型，从仿真模型的P—U 曲线可以看出阵列存在最大输出功率，并在此基础之上就最大功率跟踪问题做出了深入思考，在传统的算法基础之上提出了一种算法，仿真表明该算法比传统算法具有更好地跟踪效果。
接着，本文对逆变器的拓扑结构做出了说明，并选择了单级式的拓扑结构作为本文研究对象。
对于L 型和LCL 型的滤波器结构而言，其数学模型是不同的，并网电流的控制算法也要做相应的改变。
对于电压型逆变器，本文采用直接电流控制，分别对滞环控制和三角波比较控制做出了分析。
特别地，对于LCL 型滤波器在同步坐标系下因其复杂的解耦，本文引入了PR 控制，搭建了matlab 仿真对上述算法进行了仿真和对比分析。
最后，本文就L，LCL 滤波器还有采样电路进行了理论计算，搭建了实验平台，用TMS320F2812 做核心控制器对理论算法进行了初步的验证，给出了实验波形。
关键词：光伏并网发电最大功率点跟踪直接电流控制PR控制红申电气Three-phased Photovoltaic Grid-connected Inverter A nd ControlSpeciality: Control Theory and Control EngineeringName: Zhang Xiu yunSupervisor: Professor Wang XiaoleiAbstractThe photovoltaic power generation process is making the direct current to the alternating current and transmissing to the grid, the inverter is the core equipment of the connection between solar cells and grid, its stability and reliability determine the qualityof the electrical energy transmission.In order to improve the quality of power generation,a in-depth analysis on hardware and software of the system have done. This paper have made a more detailed mathematical derivation and theoretical simulation on these two aspects, have also made a preliminary validation of these algorithms and given the corresponding experimental results on a hardware platform.First, this paper analyzes the structure of the photovoltaic array, then builds a simulation model of the PV array. The exist of maximum output power of the P-U curve can be seen from the simulation model, a deep thinking of the maximum power point tracking also have done on this basis, and proposes a new algorithm simulation shows that has a better tracking results compared with the traditional algorithm.Then, this paper describes the topology of the inverter, and selects single-stage topology as a research object. For L-and LCL-filter structure, the mathematical model is different, and the net current control algorithms also need to do the appropriate change.In this paper,direct current control is used on voltage source inverter, and respectively analysises hysteresis control and the triangle wave comparing control. In particular, because decoupling of the LCL type filter in the synchronous coordinate system is complicated, this paper introduces PR control, sets up a matlab simulation to simulate and give comparative analysis of the above algorithm.Finally, this paper gives theoretical calculations of the L-and LCL-filter and sampling circuit, builds an experimental platform using TMS320F2812 as core controllerto do a preliminary validation of the theoretical algorithm, and gives the experimentalwaveforms.Key words：Grid-connected Photovoltaic Power；Maximum Power Point Tracking；Direct current control；PR control目录1.绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 太阳能发展的最新动态 (1)1.3 简述太阳能电池的分类 (1)1.4 我国太阳能资源 (2)1.5 太阳能光伏发电系统的其他应用 (2)1.6 本文的所做的工作 (3)2.光伏阵列的电气特性 (4)2.1 太阳能电池的基本原理 (4)2.2 光伏阵列的建模和特性分析 (4)2.2.1 光伏阵列的数学模型 (4)2.2.2 不同光照强度下光伏阵列的的I—U及P-U特性特征曲线 (6)2.2.3 不同温度下光伏阵列的I—U及P-U特性特征曲线 (7)2.3 最大功率点控制策略及仿真 (8)2.3.1 固定电压法（C&T） (8)2.3.2 扰动观测法（perturb&observe algorilhms, P&O） (8)2.3.3 电导增量法（Incremental Conductance） (8)2.3.4 牛顿插值算法（Newton method） (9)2.4 本章小结 (14)3.三相单级式光伏并网逆变器的控制策略 (15)3.1 光伏并网逆变器电力质量技术要求 (15)3.2 光伏并网逆变器拓扑结构 (15)3.2.1 并网逆变器拓扑结构分类 (15)3.2.2 本系统的拓扑结构以及分析 (16)3.3 三相单级式光伏并网逆变器的工作原理 (19)3.3.1 三相半桥L型滤波器数学模型 (19)3.3.2 三相半桥LCL型滤波器数学模型 (22)3.3.3 并网电流控制技术 (24)3.3.4 并网逆变器算法的仿真及其分析 (25)3.4 本章小结 (36)4.光伏并网逆变器主电路的搭建 (37)4.1 霍尔传感器的使用 (37)4.2 光伏并网逆变器采集部分的设计 (38)4.2.1 电压采样和电流采样调理 (38)4.2.2 用于捕获口的过零检测电路 (43)4.3 IGBT驱动及保护电路的实现 (44)4.3.1 驱动电路 (44)4.3.2 过流、过压、过温及短路保护 (44)4.4 本章小结 (46)5.基于DSP2812 并网逆变器的实现 (47)5.1 开环SPWM波的DSP实现 (47)5.2 开环SVPWM波的DSP实现 (49)5.3 定时滞环PWM波的DSP实现 (51)5.4 DSP的AD采集的实现 (51)5.5 关于锁相功能的思考与实现 (52)5.6 数字PI控制器、PR控制器 (53)5.6.1 数字PI控制器的DSP实现 (53)5.6.2 数字PR控制器的DSP实现 (55)5.7 实验结果 (56)5.8 本章总结 (57)6.总结与展望 (58)6.1 总结 (58)6.2 展望 (58)参考文献 (59)附录：研究生阶段发表论文···········································错误！未定义书签。
