1、112|電氣時代2006年第3期EA 產品與技術系統&裝置我 國正處在經濟轉軌和蓬勃發展期主要體現在溫室效應大規模地開發利用可再生潔凈能源利用經濟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生的直流電直接轉換為220V/50Hz的工頻正弦交流電輸出至電網系統結構太陽能光伏并網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 變換器被轉換為400V 直流電50Hz 的交流電50Hz 正弦電流與電網的相電壓同步兩部分采用同一個控制芯片TMS320F240 作為控制芯片進行協調控制因為此系統是設計為 小功率并網應用只有 50 不便于直接進行逆變并網 整個變換器分為兩級

2、光伏并網逆變器的控制方法D C下面重點分析此逆變器的控制原理 可用矢量進行計算對于光伏并 網逆變器的輸入端U SR SU X 電網基波電壓幅值在網壓u N(t 為一定的情況下改變u S(t 的幅值和相位PWM 整流器輸入側存在一個 矢量三角形關系通 常可以忽略不計即公式(2小功率光伏并網逆變器文/北京交通大學電氣工程學院王守仁金新民楊海柱該光伏并網逆變器由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電氣時代2006年第3期|113EA 產品與技術系統&裝置u S(t 即可推導出公式(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P 調節后得到的值(物理意義上就相當于逆變器輸出側電感上產生的電壓與網壓u N(t 相加得到的波形與三角波 比較這樣就實現了光伏電池輸出電壓基本工作在U ref 附近光伏并網系統的設計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 因此這里采用結構簡單它將太陽能電池板輸出 50DC 變換 器輸出電壓的穩定該誤差電壓經比例積分PI 調節后控制DSP 的EV

4、 事件管理器的一路比較輸出的占空比控制Boost電路的開關管V的導通和關斷進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V 導通時輸入電壓給電感充電電容通過續流二極管V 1續流1/(12.DCAC 變換器的主電路采用全橋式結構它將400V的直流電轉換成為 220V 圖4為光伏逆變器 的結構框圖同相 首先要產生同步信號 整形產生同步方波信號 捕捉電網電壓的過零點 便產生同步中斷正弦指 針復位到零正弦指針加 1因此在軟件上還要加入濾波程序正弦表指針同網壓同步形成幅值可調的正弦電流指令I ref這樣就實現了輸出電流與 網壓同頻U 特性和I b 所示 因此 最大功率點的跟蹤實

5、際上是一個自尋優過程AC變換器的控制框圖D CU 特性I /A32150100U /V (bI114|電氣時代2006年第3期EA 產品與技術系統&裝置光伏電池的輸出電壓U dc都能實 時地保持相應的最大功率點所對應的電壓值通過對光伏電池當前輸出電壓 與電流的檢測 舍小存大便可使光伏電池動態地工作在最大功率 點上具體實現方法如圖7軟件框圖所示試驗結果 根據以上控制原理方案 因為輸出電流較小輸入電壓為 50圖6為 使用電能質量分析儀得到的一組并網試驗波形功率因數為 0.97從波形 圖可以看出并網電流與網壓同頻誤差很圖6并網電壓與電流波形圖7最大功率點實現框圖 (k 1 1 k 小實現了并網電流與網壓同頻使輸出功率因數接近1使系統具有很好的動態響應充分利用能源通過實驗證明該控制方法的正確性并已使系統工作穩定可靠(上接第111頁制的需要程序就從串行口發出響應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