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C2000参赛项目报告(命题组)题目:基于TMS320F2812的光伏发电逆变系统基于TMS320F2812的光伏发电逆变系统崔益军胡超丁娇(南京航空航天大学信息科学与技术学院邮编210000)摘要:整个光伏发电逆变系统确定采用全桥作为逆变器的拓扑结构;给出基于双闭环控制的系统传递函数,通过比较选择单极性混合正弦脉宽调制作为逆变器的调制方式;并在SABER软件下验证了整体设计方案的可行性。整个系统的硬件部分包括主电路、驱动电路、采样调理电路和保护电路,以及数字控制系统的硬件电路。基于TMS320F2812平台的逆变器软件设计则包括双闭环控制策略的数字PI实现以及SPWM的数字生成和ADC的软件校正等。最后的作品测试结果表明,逆变器的输出功率、系统效率、波形THD、负载调整率等各项指标均满足要求,系统具有优异的稳态性能和动态性能。关键词:逆变器,DSP,闭环控制策略,SPWMPhotovoltaicInverterSystembasedonTMS320F2812Cuiyijun,Huchao,Kangchuanhua(CollegeofInformationScienceandTechnology,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics)Abstract:ThePhotovoltaicInverterSystemisdevelopedwithfull-bridgetopology.Itisprovedtobewithgoodsteady-statecharacteristicsanddynamicperformancebyanalyzingthetransmissionfunctionofthedual-loopcontrolstrategy.ThehybridSPWMmodulationischosenbycomparingseveralclassicmodulationmethods.ThesystemsolutionisverifiedtobepracticablethroughtheSabersimulation.Thewholesystemconsistsofhardwaredesignssuchasmaincircuits,drivercircuits,sampleandsignalconditioningcircuits,protectingcircuitsandthesoftwaredesignssuchastherealizationofPIcontrolstrategyandtherectificationoftheADCprecisioninTMS320F2812.Finally,theexperimentsonthesystemindicatethatalltheperformanceincludingtheoutputpower,theefficiency,theTHDofoutputwaveformandloadregulationoftheexperimentalprototypeprovestobequalified,ThePVinvertersystemhasexcellentsteady-statecharacteristicsanddynamicperformance.Keywords:inverter,DSP,closed-loopcontrolstrategy,SPWM引言该设计装置模拟光伏并网发电,主要由主电路、控制电路、采样调理电路、驱动保护电路、辅助电源等部分组成。逆变器控制采用混合脉宽调制(HPWM)方式,很好地降低了开关损耗。系统的数字处理模块采用了具有高处理速度、低功耗的芯片TMS320F2812。采用PI控制策略进行逆变系统的控制,参数设置简单,易整定。系统能够实现最大功率点的跟踪,具有欠压保护、过流保护以及相位跟踪等功能,并在过流、欠压故障排除后能自动恢复正常状态。图2.1并网发电模拟装置框图系统指标并网发电模拟装置框图如图2.1所示1)基本要求(1)具有最大功率点跟踪(MPPT)功能:RS和RL在给定范围内变化时,使,相对偏差的绝对值不大于1%。(2)具有频率跟踪功能:当fREF在给定范围内变化时,使uF的频率fF=fREF,相对偏差绝对值不大于1%。(3)当RS=RL=30Ω时,DC-AC变换器的效率≥60%。(4)当RS=RL=30Ω时,输出电压uo的失真度THD≤5%。(5)具有输入欠压保护功能,动作电压Ud(th)=(25±0.5)V。(6)具有输出过流保护功能,动作电流Io(th)=(1.5±0.2)A。2)发挥部分(1)提高DC-AC变换器的效率,使≥80%(RS=RL=30Ω时)。(2)降低输出电压失真度