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1、電子技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用ElectronicsDesign&Application基于DSP技術(shù)的5kW離網(wǎng)型光伏逆變器設(shè)計(jì)閆紹敏張明華（曲阜師范大學(xué)電氣信息與自動(dòng)化學(xué)院）摘要：全球能源危機(jī)和環(huán)境惡化使得可再生能源的研究和應(yīng)用越來越受到重視。本文采用高性能DSP處理器TMS320F2812設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了5kW光伏控制器，可滿足小功率應(yīng)用場合的需求。此控制器具有硬件電路簡單、體積小、重量輕等特點(diǎn)，本文首先介紹了光伏控制器的結(jié)構(gòu)，隨后對(duì)光伏控制的硬件主電路和數(shù)字控制策略給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果
2、滿足要求。關(guān)鍵詞：TMS320F2812；逆變器；光伏控制器5kWPhotovoltaicInverterDesignBasedonDSPTechnologyYanShaominZhangMinghua（SchoolofElectricalInformation&Automation,QufuNormalUniversity）Abstract：Theresearchonrenewableenergyandtheirapplicationshasbeenpaidmoreandmoreattention
3、duetotheglobalenergycrisisandenvironmentalpollution.ThispaperadoptshighperformanceDSPprocessors,TMS320F2812,asthecoreof5kWphotovoltaiccontroller,whichcanmeettheneedsinsmallpowerapplications.Thiscontrollerfeaturessimpleinstructure,smallinvolume,andlight
4、inweight.Firstthispaperintroducesthestructureofthephotovoltaiccontroller,thengivesthedetaileddesignofthephotovoltaiccontrolhardwarecircuitanddigitalcontrolstrategy,andfinallycompletesthetestingexperiments.Theresultsmeettherequirements.Keywords:TMS320F2
5、812;inverter;photovoltaiccontroller0引言太陽能光伏發(fā)電是當(dāng)今世界上最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)按照系統(tǒng)運(yùn)行方式的不同可分為離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)以及混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)。隨著我國光伏發(fā)電系統(tǒng)的迅速發(fā)展，尤其是光伏屋頂計(jì)劃的實(shí)施，國內(nèi)對(duì)離網(wǎng)型光伏逆變器的需求將越來越大。離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是由光伏電池陣列、控制器、逆變器、儲(chǔ)能裝置等環(huán)節(jié)組成，如圖1所示，其中逆變器是光伏系統(tǒng)中重要的器件之一，其可靠性和轉(zhuǎn)換效率對(duì)推行光伏系統(tǒng)、降低系統(tǒng)造
6、價(jià)至關(guān)重要。圖2光伏控制器結(jié)構(gòu)圖目前，常用的離網(wǎng)型逆變電路主要有三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：工頻隔離單級(jí)逆變器、高頻隔離兩級(jí)逆變器和無隔離兩級(jí)逆變器。經(jīng)理論計(jì)算和實(shí)踐驗(yàn)證，使用一種更適合用在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：無隔離兩級(jí)逆變，也叫做Boost逆變器，如圖3所示。圖1光伏控制器框圖目前，國內(nèi)同類產(chǎn)品主要存在以下不足：a.大多采用單片機(jī)控制，實(shí)時(shí)性差，數(shù)據(jù)處理及通信能力有限；b.采用變壓器，體積大、笨重；c.輸出電壓精度不高，不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要。本文提出了5kW光伏控制器的設(shè)計(jì)方案，可以廣泛用于離網(wǎng)型光
7、伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，具有體積小、重量輕、輸出電壓精度高、圖3離網(wǎng)型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)波形好、現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控等特點(diǎn)。通過輸入濾波電路對(duì)光伏太陽能輸入的48V直流電進(jìn)行濾波處理，然后通過Boost升壓電路進(jìn)行升壓，采用15kW離網(wǎng)型光伏逆變器基本結(jié)構(gòu)全橋逆變進(jìn)行逆變處理，輸出SPWM波，最后經(jīng)過LC低光伏逆變器的結(jié)構(gòu)如下所示，包含一次回路和二次通濾波器進(jìn)行濾波，輸出50Hz頻率的正弦波?；芈穬刹糠?，其中一次回路由輸入濾波電路、Boost升壓2.1輸入濾波電路的設(shè)計(jì)電路、全橋逆變電路和輸出濾波
8、電路等組成，二次回路輸入濾波電路是由濾波電容組成，用來減小輸入端由TMS320F2812控制器電路、信號(hào)檢測(cè)電路、人機(jī)交互電壓的脈動(dòng)，假設(shè)變換器傳輸最大功率為Pmax，由輸入電路和通訊電路組成。下面就5kW離網(wǎng)型光伏逆變器的輸出功率相等可得出一個(gè)周期內(nèi)輸入濾波電容所提供的硬件主電路和控制策略進(jìn)行設(shè)計(jì)。能量約為圖2光伏控制器結(jié)構(gòu)圖（參見右欄）（1）25kW離網(wǎng)型光伏逆變器硬件設(shè)計(jì)57電子技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用ElectronicsDesign&Application式中，為變換
