1、112|電氣時(shí)代2006年第3期EA 產(chǎn)品與技術(shù)系統(tǒng)&裝置我 國正處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌和蓬勃發(fā)展期主要體現(xiàn)在溫室效應(yīng)大規(guī)模地開發(fā)利用可再生潔凈能源利用經(jīng)濟(jì)因此太陽能的利用越來越受到人們的廣泛重視它將太陽能電池板產(chǎn)生的直流電直接轉(zhuǎn)換為220V/50Hz的工頻正弦交流電輸出至電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)太陽能光伏并網(wǎng)逆變裝置的主原理圖如圖1所示太陽能電池板輸出的額定電壓為 50DC 變換器被轉(zhuǎn)換為400V 直流電50Hz 的交流電50Hz 正弦電流與電網(wǎng)的相電壓同步兩部分采用同一個(gè)控制芯片TMS320F240 作為控制芯片進(jìn)行協(xié)調(diào)控制因?yàn)榇讼到y(tǒng)是設(shè)計(jì)為 小功率并網(wǎng)應(yīng)用只有 50 不便于直接進(jìn)行逆變并網(wǎng) 整個(gè)變換器分為兩級

2、光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法D C下面重點(diǎn)分析此逆變器的控制原理 可用矢量進(jìn)行計(jì)算對于光伏并 網(wǎng)逆變器的輸入端U SR SU X 電網(wǎng)基波電壓幅值在網(wǎng)壓u N(t 為一定的情況下改變u S(t 的幅值和相位PWM 整流器輸入側(cè)存在一個(gè) 矢量三角形關(guān)系通 ?？梢院雎圆挥?jì)即公式(2小功率光伏并網(wǎng)逆變器文/北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院王守仁金新民楊海柱該光伏并網(wǎng)逆變器由DC AC變換器兩部分組成 50Hz交流電壓輸出電流為正弦波形LI NR sLI NUNI N(a (b 圖1主電路拓樸 N電氣時(shí)代2006年第3期|113EA 產(chǎn)品與技術(shù)系統(tǒng)&裝置u S(t 即可推導(dǎo)出公式(3u S(t i N(t (3

3、式中L /T C從該模型即可以得到本系統(tǒng)所采用的圖3所示的控制 框圖2.控制框圖圖3所示的控制框圖中參考電壓U ref 與光伏電池實(shí)際輸出電壓U dc 相比較后再與正弦波形相乘得到正弦指令i N *(t 誤差經(jīng)P 調(diào)節(jié)后得到的值(物理意義上就相當(dāng)于逆變器輸出側(cè)電感上產(chǎn)生的電壓與網(wǎng)壓u N(t 相加得到的波形與三角波 比較這樣就實(shí)現(xiàn)了光伏電池輸出電壓基本工作在U ref 附近光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.DCDC變換器的逆變電路可選擇的型式有半橋式考慮到輸入電壓較低 輸出電壓太低 因此這里采用結(jié)構(gòu)簡單它將太陽能電池板輸出 50DC 變換 器輸出電壓的穩(wěn)定該誤差電壓經(jīng)比例積分PI 調(diào)節(jié)后控制DSP 的EV

4、 事件管理器的一路比較輸出的占空比控制Boost電路的開關(guān)管V的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行斬波升壓電感電流i L1流過二極管V 1直接給電容充電u c 上升當(dāng)V 導(dǎo)通時(shí)輸入電壓給電感充電電容通過續(xù)流二極管V 1續(xù)流1/(12.DCAC 變換器的主電路采用全橋式結(jié)構(gòu)它將400V的直流電轉(zhuǎn)換成為 220V 圖4為光伏逆變器 的結(jié)構(gòu)框圖同相 首先要產(chǎn)生同步信號 整形產(chǎn)生同步方波信號 捕捉電網(wǎng)電壓的過零點(diǎn) 便產(chǎn)生同步中斷正弦指 針復(fù)位到零正弦指針加 1因此在軟件上還要加入濾波程序正弦表指針同網(wǎng)壓同步形成幅值可調(diào)的正弦電流指令I(lǐng) ref這樣就實(shí)現(xiàn)了輸出電流與 網(wǎng)壓同頻U 特性和I b 所示 因此 最大功率點(diǎn)的跟蹤實(shí)

5、際上是一個(gè)自尋優(yōu)過程AC變換器的控制框圖D CU 特性I /A32150100U /V (bI114|電氣時(shí)代2006年第3期EA 產(chǎn)品與技術(shù)系統(tǒng)&裝置光伏電池的輸出電壓U dc都能實(shí) 時(shí)地保持相應(yīng)的最大功率點(diǎn)所對應(yīng)的電壓值通過對光伏電池當(dāng)前輸出電壓 與電流的檢測 舍小存大便可使光伏電池動態(tài)地工作在最大功率 點(diǎn)上具體實(shí)現(xiàn)方法如圖7軟件框圖所示試驗(yàn)結(jié)果 根據(jù)以上控制原理方案 因?yàn)檩敵鲭娏鬏^小輸入電壓為 50圖6為 使用電能質(zhì)量分析儀得到的一組并網(wǎng)試驗(yàn)波形功率因數(shù)為 0.97從波形 圖可以看出并網(wǎng)電流與網(wǎng)壓同頻誤差很圖6并網(wǎng)電壓與電流波形圖7最大功率點(diǎn)實(shí)現(xiàn)框圖 (k 1 1 k 小實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)電流與網(wǎng)壓同頻使輸出功率因數(shù)接近1使系統(tǒng)具有很好的動態(tài)響應(yīng)充分利用能源通過實(shí)驗(yàn)證明該控制方法的正確性并已使系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠(上接第111頁制的需要程序就從串行口發(fā)出響應(yīng)的命令字符串該按鈕上方的反饋信號指示燈就會由紅色變成綠色表示通