这篇论文主要讨论的是2009年电子设计竞赛A题——光伏并网发电模拟装置的设计。该装置采用了当今流行的SPWM（脉宽调制）技术，由两片低端AVR单片机构建的主从控系统来实现。该系统不仅能够高效地进行DC/AC转换，还能够通过MPPT（最大功率点跟踪）算法精确追踪最大功率点，以优化能量输出。同时，装置具备频率和相位跟踪功能，并设有过流、欠压、过热三种保护措施，确保系统的稳定运行。 在方案选择上，首先考虑了使用频率调节芯片SA8382或SA8281直接产生SPWM波，但因其高昂的价格和较低的性价比而被否决。接着，研究了利用NE555产生的三角波与单片机通过D/A转换产生的正弦波，通过比较器TLV3501生成SPWM波，尽管这种方法成本较低，但控制难度大，实现起来较为复杂。最终，论文选择了使用AVR单片机megal6的定时器和比较匹配机制来产生SPWM波，这种方法能产生高频且高精度的SPWM波，且数字控制更加灵活，干扰小。为了兼顾控制和SPWM生成，采用两片megal6构成主从控制结构。 在MPPT（最大功率点跟踪）控制方法上，一种方案是通过软件调控SPWM波的调制比，改变负载电压和电流，以达到转换器的分压目标。另一种方案是在DC/AC转换前级使用TL494为核心的DC-DC升压模块，实现硬件自动反馈调节，达到稳压目的，这种方法减少了单片机的压力，提高了系统的稳定性。 对于同频同相的测量控制，方案一是利用A/D连续采样参考波形和反馈波形，计算频率并通过单片机调节SPWM来同步波形。这个方法对A/D转换器性能要求较高，需要处理大量数据。另一种方案是将参考信号通过比较器整流为方波，通过单片机控制调整SPWM的相位，简化了实现过程。 该论文涉及的主要知识点包括： 1. SPWM调制技术：通过改变脉冲宽度来调节输出电压的平均值，实现交流电的模拟。 2. AVR单片机的应用：在光伏并网发电模拟装置中的主从控制设计，以及SPWM波的生成。 3. MPPT算法：用于追踪太阳能电池的最大功率点，提高能量转换效率。 4. 系统保护机制：过流、欠压、过热保护，保证设备安全稳定运行。 5. 频率和相位跟踪：确保并网发电模拟装置与电网的同步。 6. 方案比较与选择：考虑性价比、控制难度、系统稳定性等因素。 这篇论文为电子设计竞赛提供了有价值的参考和指导，展示了如何利用低成本组件设计出高性能的光伏并网发电模拟装置。

太阳能光伏并网发电及其逆变控制_(新能源与微电网技术)，太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。 地球轨道上的平均 太阳辐射强度为 1367kW/ m 2 。 地球赤道的周长为 40000km， 从而可计算出， 地球 获得的能量可达 173000TW。 太阳能在海平面上的标准峰值强度为 1kW/ m 2 ， 地球 表面某一点 24h 的年平均辐射强度为 0. 20kW/ m 2 ， 相当于有 102000TW 的能量， 人 类依赖这些能量维持生存。 太阳是一个巨大、 久远、 无尽的能源。 尽管太阳辐射到 地球大气层的能量仅为其总辐射能量 （约为 3. 75×10 26W） 的 22 亿分之一， 但已 高达 173000TW， 也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于 500 万 t 煤燃 烧释放的能量。 地球上的风能、 水能、 海洋温差能、 波浪能和生物质能以及部分潮 汐能都是来源于太阳； 即使是地球上的化石燃料 （如煤、 石油、 天然气等） 从根 本上说也是远古以来储存下来的太阳能， 所以广义的太阳能所包括的范围非常大， 狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、 光电和光 ### 太阳能光伏并网发电及其逆变控制 #### 一、太阳能资源概述 太阳能是一种清洁、可再生的能源，其来源是太阳内部的核聚变反应所产生的能量。太阳辐射到地球的能量巨大且持久，根据地球轨道上的平均太阳辐射强度（约1367kW/m²）和地球赤道周长（约40000km），可以计算出地球每年接收到的能量约为173000TW。即使考虑到大气层的吸收和散射等因素，地表某一点24小时的年平均辐射强度仍有0.20kW/m²，即每年大约有102000TW的能量可供人类使用。 地球上的许多能源形式实际上都可以追溯到太阳能，例如风能、水能、海洋温差能、波浪能以及生物质能等。此外，化石燃料（如煤、石油、天然气）本质上也是远古时期植物和动物生命体储存的太阳能。 #### 二、光伏并网发电系统原理 光伏并网发电系统是指将太阳能光伏板产生的直流电转换为交流电后，接入公共电网的一种发电方式。这一过程中关键的技术之一是逆变控制技术，即如何高效、稳定地将直流电转化为符合电网要求的交流电。 **光伏并网发电系统的主要组成部分包括：** 1. **太阳电池板**：将太阳光转化为直流电。 2. **光伏逆变器**：将直流电转换为与电网相匹配的交流电。 3. **最大功率点跟踪技术（MPPT）**：确保光伏板始终工作在其最大功率点附近，提高能量转换效率。 4. **孤岛检测与防止技术**：防止电网故障时，光伏系统独立运行可能对维修人员造成的危险。 5. **低电压穿越技术**：保证系统在电网电压骤降时仍能保持稳定运行。 #### 三、光伏逆变器的关键技术 光伏逆变器是光伏并网发电系统的核心部件，它不仅需要将直流电转换为交流电，还需要保证输出的电能质量满足电网的要求。为此，逆变器的设计需要考虑以下关键技术： 1. **电路拓扑**：选择合适的电路结构对于提高逆变器的转换效率至关重要。 2. **控制策略**：包括基本的PWM控制、载波同步调制、空间矢量调制等，不同的控制方法会影响到逆变器的性能指标。 3. **最大功率点跟踪技术**：通过对光伏阵列输出特性的实时监测和调整，确保逆变器始终工作在最优状态下。 4. **并网标准遵循**：逆变器需要满足当地的电网接入标准，比如电压、频率等参数的要求。 #### 四、碳化硅MOS与碳化硅模块的应用 随着碳化硅（SiC）等新型半导体材料的发展，基于碳化硅的MOSFET和模块因其优异的性能被广泛应用于光伏逆变器中。相较于传统的硅基器件，碳化硅器件具有以下优势： 1. **高耐压能力**：能够承受更高的电压，适用于高压系统。 2. **低导通损耗**：在相同电压等级下，导通电阻更低，损耗更小。 3. **高频操作**：支持更高的开关频率，有助于减小外部滤波器的体积和重量。 4. **高温稳定性**：能够在较高的温度下稳定工作，扩大了逆变器的应用场景。 《太阳能光伏并网发电及其逆变控制》这本书全面覆盖了太阳能光伏发电的基础理论和技术实践，从太阳电池技术到光伏并网逆变器的电路拓扑、控制策略等方面进行了深入探讨。对于希望深入了解光伏并网发电技术的读者来说，本书是一份宝贵的参考资料。

在配电网络的末端，负载的无功波动将会对电网供电电压产生较大的影响，对光伏发电系统并网处系统侧的交流电压进行控制，可以提高系统的电压水平。根据光伏并网系统的结构，采用外环为电压环、内环为并网电流环的双环控制。通过abc/dq0 变换将并网电流解耦为有功分量和无功分量，引入最大功率点跟踪（maximum power point tracking，MPPT）提供的直流侧电压参考量的闭环控制调节并网电流的有功分量，引入交流侧电压参考量的闭环控制调节并网电流的无功分量，实现了具有MPPT 和电压控制能力的三相光伏并网发电技术。仿真结果表明MPPT-电压控制策略既能够实现光伏并网的最大功率点跟踪，也能够控制光伏发电系统接入点的交流电压，进一步提升了光伏并网发电系统的应用前景。

摘要：提出了一种基于重复控制和电网电压前馈控制相结合的光伏并网发电系统。重复控制可以抑制周期性的负载扰动，改善稳态情况下的并网电流波形；同时，采用电网电压的前馈控制来抵消电网的影响，使系统近似成为一个简单的无源跟随系统。实验结果表明，控制策略简单有效，系统的并网电流波形较好。关键词：并网；重复控制；前馈控制0   引言   近年来，随着能源消耗的大规模增加，可再生能源受到了广泛重视，各种并网发电装置的应用逐渐增多。然而，随着投入使用的并网逆变装置增多，其输出的并网电流谐波对电网的污染也不容忽视，根据相关标准[1]，并网逆变器输出的电流波形总谐波畸变率应该<5％，各次谐波畸变率应<3％。基于此，

摘要：提出了一种基于重复控制和电网电压前馈控制相结合的光伏并网发电系统。重复控制可以抑制周期性的负载扰动，改善稳态情况下的并网电流波形；同时，采用电网电压的前馈控制来抵消电网的影响，使系统近似成为一个简单的无源跟随系统。实验结果表明，控制策略简单有效，系统的并网电流波形较好。 关键词：并网；重复控制；前馈控制引言近年来，随着能源消耗的大规模增加，可再生能源受到了广泛重视，各种并网发电装置的应用逐渐增多。然而，随着投入使用的并网逆变装置增多，其输出的并网电流谐波对电网的污染也不容忽视，根据相关标准[1]，并网逆变器输出的电流波形总谐波畸变率应该<5％，各次谐波畸变率应<3％。基于此，本系统

光伏发电是一种直接将太阳能辐射转换成为电能的新型发电技术。其系统包括光伏电池、变换器、蓄电池、控制器四大部分。本文从实验的角度，对光伏并网发电系统进行模拟。基本思路是在单片机C8051F020控制作用下采用正弦波脉宽调制技术（SPWM）对系统进行控制，主电路采用MOSFET为主要元器件的单相桥式逆变电路，经滤波电路滤波后变压进行输出。基于此，本设计采用单片机本身的PCA模块，定时器模块，完成相应的控制功能，使光伏发电频率紧跟模拟电网频率，绝对误差小于1%，同时实现光伏最大功率跟踪，在负载变化范围内DC-AC变换效率可达70%以上，该系统性能相对稳定，能够满足本次设计的需要。

基于Android电能管理系统在光伏并网发电中的研究与应用.pdf

5KW太阳能光伏并网发电教学系统

1MW 光伏并网发电系统设计方案

随着新能源发电的迅速发展，越来越多的可再生能源被转化为电能并通过并网逆变器输送到电网。利用MATLAB仿真工具箱建立了由光伏阵列输出、Boost升压电路、逆变器、控制器、电网等组成的5 kW光伏并网发电系统的仿真模型，研究了光伏并网系统的特性。采用变结构模糊PID控制器实现5 kW光伏发电系统的MPPT；采样电网电压作为逆变器电流的参考信号，利用滞环比较法控制逆变器，实现系统输出电流与电网电压同频同相，功率因素近似为1。仿真结果表明，系统较好地实现了光伏发电系统的MPPT及安全并网，对实际光伏并网系统的设计有参考意义。