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。其中,光伏并网发电最具实用价值和理论意义。近年来,三相光伏并网系统,简称GCPV(Grid-connected Photovoltaic),其硬件研制和控制算法研究逐渐成为了光伏应用领域的热点课题。此外,高性能的数字信号处理芯片(DSP)的出现,使得一些先进的控制策略应用于光伏并网系统成为可能。 本论文在此背景下,对太阳能并网发电系统进行了较为深入的研究,以最大限度的利用太阳能,无污染回馈电网为主要目标,采用TI公司生产的TMS320LF2407A进行控制,开展了太阳能并网发电系统的理论和试验研究,具有重要的现实意义。 主要技术内容如下： 1、在对光伏并网分析的基础上,进行了GCPV系统的整体设计。其中,分别详细介绍了主电路、DSP控制板、数据采样电路每个部分的设计思路,给出了GCPV系统的设计方法,并详细叙述了该系统的工作过程。 2、分析了太阳能电池的模型、输出特性及最大功率跟踪的理论基础,比较了几种常用的最大功率点跟踪控制方案,针对本文所设计的两级结构的并网逆变器提出了控制的实现过程。并对最大功率跟踪进行了仿真,结果表明,该控制算法可以有效地跟踪太阳能最大功率点。 3、分析了并网逆变器的工作原理及常用的控制策略,并提出了本系统采用的无差拍(deadbeat)控制策略。为验证该控制算法的有效性,进行了仿真,结果充分验证了控制算法的合理性。 4、针对上述分析与研究,根据系统的整体控制方案,给出了系统主电路的的参数选择及控制系统软件的设计。本论文在充分研究近年来光伏发电领域重要研究成果的基础上,设计了一套10kVA的GCPV系统。 试验结果：表明该系统较好的实现了本文提出的控制方案所应完成的各项功能,且控制方案简单可行。 本文的研究工作得到国家自然科学基金重点项目——“分散式风力-太阳能发电系统的混合控制研究”的资助。