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基于TI微處理器的微逆變器設計方案

作者: 時間:2012-05-23 來源:網絡 收藏
電平提升電路的

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/177163.htm

  由于DSP輸入端不能輸入負電平,故要對電壓互感器和電流互感器的信號進行+1.25V的提升,使輸入信號在0~3.3V之間。

  微網開關驅動電路

  為了實現(xiàn)微網、負載、電網間的連接,當電路出現(xiàn)故障,需要快速的切換,故電路中使用了靜態(tài)開關(晶閘管)、交流接觸器、空氣開關。

  微網電能計量電路

  本系統(tǒng)采用兩塊ATT7022B分別對逆變器側和電網側進行電能計量。ATT7022B是一款高精度三相電能專用計量芯片,集成了6路差分輸入二階 sigma-deltaADC,適用于三相三線和三相四線應用,在輸入動態(tài)工作范圍(1000:1)內非線性測量誤差小于0.1%。主要功能包括:電能計量、參數(shù)測量、數(shù)字接口和數(shù)字校準。

  微網逆變器DC-DC電路設計

  為了輸入實現(xiàn)MPPT,輸入DC-DC采用BOOST電路。采用SG3525作為主控芯片。

  微網逆變器蓄電池充放電電路設計

  智能充放電器采用升降壓拓撲結構,并用PIC單片機進行智能控制,電路既包括智能充電電路,也包括智能發(fā)電電路。

  微網逆變器變壓器設計

  本系統(tǒng)逆變器輸出三相交流電線電壓為190V,結果三相升壓變壓器(變比1:2)升壓到380V,并采用△-Y接法,功率5kw。此變壓器起升壓作用,另外起隔離作用。

  軟件設計和測試結果

  根據(jù)前面分析討論,研制一套公司的DSP芯片TMS320LF2812的5kw光伏并網發(fā)電裝置。由于DSP強大的控制能力和數(shù)據(jù)處理能力,使整機硬件結構較為簡單,除了主電路、取樣檢測電路和驅動電路外,所有的運算、數(shù)據(jù)處理均由DSP完成。因此合理有效的控制策略和簡潔軟件構架是該系統(tǒng)可靠運行的有力保證。根據(jù)前面的分析和光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的基本要求,DSP應該完成最大功率點跟蹤控制、獨立供電運行控制、同步鎖相與并網控制、孤島檢測保護控制及相應的其它保護。本章主要根據(jù)上述要求給出相應的軟件架構及主要實驗結果。

  系統(tǒng)的整體軟件構架

  微網逆變光伏發(fā)電系統(tǒng)的目的是將光伏器件產生的電能優(yōu)先供給本地負載使用,多余的電量回饋給電網,軟件的設計不僅要準確可靠地體現(xiàn)控制思想,而且要保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,防止干擾信號對系統(tǒng)的影響。

  同步鎖相控制

  光伏并網發(fā)電系統(tǒng)要實現(xiàn)并網,必須使逆變輸出與電網電壓的幅度、相位與頻率達到一致,否則將會使電網諧波增加、電能質量下降,并產生并網環(huán)流,甚至造成光伏發(fā)電系統(tǒng)的損壞。因此在并網過程中必須進行同步鎖相控制、輸出電壓幅度控制以滿足并網的要求。根據(jù)IEEEStd1547-2003規(guī)定最大相位誤差為 20度,瞬時電壓誤差不能超過電網電壓的10%、最大頻率誤差不能超過0.3Hz。圖5為獨立工作模式時純電阻負載兩端的電壓波形。

  孤島檢測與保護

  孤島效應是包括光伏發(fā)電在內的分布式能源必須重視的一個重要問題。所謂孤島效應是指在分布式能源系統(tǒng)逆變器并網工作過程中,當市電輸入被人為斷開或出現(xiàn)故障而停止供電時,逆變器仍持續(xù)向局部電網供電,從而使本地負載的供電電源繼續(xù)處于工作狀態(tài)。

  

  圖5獨立工作模式時純電阻負載兩端的電壓波形



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