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1、基于DSP的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周光明1，朱正菲1，謝佶雋2（1.浙江省能源研究所,浙江杭州310012；2.浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院,浙江杭州310027） 摘 要：介紹了基于DSP的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用TMS320F2407作為主控芯片，通過最大功率跟蹤，使太陽(yáng)電池動(dòng)態(tài)工作在最大功率點(diǎn)上。運(yùn)用電流預(yù)估計(jì)原理使輸出性能得到提高，通過軟件鎖相使輸出電流同步跟蹤電網(wǎng)電壓相位，并具有電網(wǎng)掉電識(shí)別、過流、欠壓和監(jiān)控等功能，保證了光伏并網(wǎng)發(fā)電的安全運(yùn)行，并具有遠(yuǎn)程通訊功能。 關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)；DSP；最大功率跟蹤；通訊Desi
2、gnandcontrolofgridconnectedPVinvertedbasedonDSPZHOUGuangming1,ZHUZhengfei1,XIEJijun2(1.ZhejiangEnergyResearchInstitute,Hangzhou310012,China;2.ElectricandElectronicCollegeofZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)? Abstract:Thispaperdealswithastudyongridconnectedphotovo
3、ltaicinverterbasedonDSP.Theconceptofmaincircuitdesignanditscontrolstrategywereprovided.ThefundamentalfeaturesofthissystemareconstructedbyanconstantvoltagetrackertorealizethemaximumpoweroutputofPVarray,aphaselockertomakeoutputcurrentsynchronouswithmaingridvoltage.Toavoid
4、the“islandeffect”andtoidentifythemaingridis“on”or“off”,overcurrentorlowvoltageetc.，someappropriatecontrolsetsareusedinthesystem.Inaddition,thebackfeedsfromthemaingridtoinverterwasfullyavoidedbyusingsoftphaselockingtechnology. Keywords:gridconnectedPV;DSP;MPPT;communica
5、tion?0引言 日益惡化的生態(tài)環(huán)境使人們逐步認(rèn)識(shí)到，人類必須走可持續(xù)發(fā)展的道路，大力開發(fā)和利用可再生能源是必由之路。太陽(yáng)能光伏利用技術(shù)在這種形勢(shì)下進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。根據(jù)有關(guān)資料介紹：全球生產(chǎn)的太陽(yáng)電池將有40%左右用于光伏并網(wǎng)發(fā)電。光伏電池發(fā)電有離網(wǎng)和并網(wǎng)兩種工作方式，過去由于太陽(yáng)電池的生產(chǎn)成本居高不下，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要集中在中小功率的通訊、管網(wǎng)保護(hù)、交通信號(hào)和偏遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)的離網(wǎng)用戶。隨著太陽(yáng)電池性能價(jià)格比的提高，光伏發(fā)電開始由離網(wǎng)型逐步向并網(wǎng)型過渡，并考慮太陽(yáng)電池和建筑相結(jié)合的發(fā)電方向發(fā)展，功率等級(jí)也逐步由中小功率向大功率發(fā)
6、展，使用范圍也逐步由邊遠(yuǎn)農(nóng)村走向城市。1并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)方案 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)分為可調(diào)度式并網(wǎng)系統(tǒng)(帶有少量蓄電池)和不可調(diào)度式并網(wǎng)系統(tǒng)(不帶蓄電池)。后者由于沒有蓄電池,造價(jià)相對(duì)較低,但因?yàn)椴荒軌蚩刂粕暇W(wǎng)時(shí)間,作為調(diào)峰使用效果較差。這類并網(wǎng)系統(tǒng)要求逆變器只有單一的并網(wǎng)工作模式,當(dāng)電網(wǎng)失電時(shí)停止工作。國(guó)外開發(fā)可調(diào)度式并網(wǎng)系統(tǒng)的目的是電網(wǎng)調(diào)峰,雖然帶有蓄電池,但其容量只要求滿足每天3～4h的調(diào)峰,不象獨(dú)立光伏系統(tǒng)要求存儲(chǔ)容量滿足3～4d的使用,因此造價(jià)比獨(dú)立光伏系統(tǒng)有較大的下降。由于上網(wǎng)時(shí)間可以控制,可調(diào)度式并網(wǎng)系統(tǒng)的利用率由原來(lái)的3
7、0%提高到60%，其調(diào)峰效果將大大提高。可調(diào)度式并網(wǎng)系統(tǒng)要求逆變器同時(shí)具有獨(dú)立工作和并網(wǎng)工作兩種模式,具有更大的靈活性,更容易被電力部門作為電力調(diào)峰所接受,又由于風(fēng)—光,風(fēng)—光—柴以及風(fēng)—光—柴—蓄等脫離大電網(wǎng)的混合局部并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)也要求光伏系統(tǒng)具有獨(dú)立和并網(wǎng)兩種工作模式,因此設(shè)計(jì)逆變器樣機(jī)選定為可調(diào)度式并網(wǎng)方案,即開發(fā)獨(dú)立/并網(wǎng)雙功能型逆變器。?2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理 (1)與建筑物結(jié)合的專用光伏組件輸出通過電壓電流跟蹤，采樣信號(hào)送到DSP中，通過MPPT控制，送到DC/DC環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)此處DC變換的PWM脈寬，使光伏陣列一直工作在最
8、大功率點(diǎn)上，提高光伏陣列的利用率。 (2)電池板輸出負(fù)載為逆變電路以及蓄電池，當(dāng)光伏組件無(wú)功率送出時(shí)，蓄電池對(duì)逆變電路供電。同時(shí)，還可以通過電網(wǎng)峰谷時(shí)段判斷，增加電網(wǎng)谷電時(shí)段對(duì)蓄電池充電。 (3)并網(wǎng)之前先判斷是
