應(yīng)用于太陽能光伏電站并網(wǎng)逆變電源系統(tǒng)

作者：時(shí)間：2012-10-26 來源：網(wǎng)絡(luò)

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　　1. 系統(tǒng)功能說明

　　使用LPCS2000B開發(fā)的風(fēng)光太陽能光伏電站逆變電源系統(tǒng)，主要功能是將太陽能電池發(fā)出的直流電逆變成三相交流電送入電網(wǎng)。并解決并網(wǎng)逆變中的最大轉(zhuǎn)換效率、諧波干擾、保護(hù)等問題。

　　2. 系統(tǒng)功能框圖

　　3. 系統(tǒng)控制部分描述

　　控制部分完成的功能是控制功率部分產(chǎn)生與電網(wǎng)同相位的電壓，并跟蹤實(shí)際輸出功率，使電源的輸出功率與太陽能電池的最大輸出功率相等。

　　控制部分是LPCS2000B 電源控制板，控制板的核心器件是Ti 公司生產(chǎn)的工業(yè)DSPTMS320F2801.通過DSP 多通道高速ADC 采樣分別監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電壓、太陽能電池端電壓、太陽能電池輸出電流、直流調(diào)壓輸出電壓。同時(shí)，DSP產(chǎn)生用于調(diào)壓和換向的開關(guān)管動(dòng)作，產(chǎn)生正弦波輸出。

　　系統(tǒng)可通過本地控制面板控制，同時(shí)提供基于RS232接口的遠(yuǎn)程控制。

　　4. 系統(tǒng)功率部分描述

　　a）太陽能電池方陣

　　由50Wp的多晶硅太陽能電池組件組成，由24塊組件串聯(lián)，9塊子方陣并聯(lián)。開路電壓DC510V，短路電流DC27A，最佳工作電壓DC408V，最佳工作電流DC25A.

　　b）直流調(diào)壓電路

　　把太陽能電池產(chǎn)生的直流電壓調(diào)制為100Hz，220V（RMS）的饅頭波形。

　　c）全橋換向電路

　　把 100Hz 的單極性饅頭波形換向成為50Hz 雙極性交流波形。

　　d）三相變壓器

　　通過三相變壓器，與輸電網(wǎng)絡(luò)耦合。

　　5. 提高太陽能利用效率的MPPT

　　最大功率點(diǎn)跟蹤控制（MPPT）策略實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏陣列的輸出功率，采用干擾觀測(cè)控制算法預(yù)測(cè)當(dāng)前工況下陣列可能的最大功率輸出，通過改變當(dāng)前阻抗情況來滿足最大功率輸出的要求。當(dāng)溫度和光照強(qiáng)度一定時(shí)，太陽能電池端電壓與輸出功率的關(guān)系圖。

　　6. 系統(tǒng)保護(hù)描述

　　a）并網(wǎng)保護(hù)

　　光伏并網(wǎng)系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的一部分需要接入保護(hù)裝置，一方面對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)保護(hù)，防止孤島效應(yīng)等發(fā)生;另一方面需要安裝繼電保護(hù)裝置，防止線路事故或是功率失穩(wěn)。

　　這些保護(hù)功能包括低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、低頻率保護(hù)、過頻率保護(hù)、過電流保護(hù)和孤島保護(hù)。

　　b）孤島問題

　　逆變器失去了并網(wǎng)賴以參考的電網(wǎng)系統(tǒng)電壓，這種情況稱之為孤島效應(yīng)。孤島效應(yīng)的產(chǎn)生可能會(huì)使電網(wǎng)的重新連接變得復(fù)雜，且會(huì)對(duì)電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生危害。

　　本系統(tǒng)采用了被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種孤島檢測(cè)技術(shù)，保證可靠地檢出孤島現(xiàn)象，確保設(shè)備安全。

　　7. 系統(tǒng)電磁兼容性干擾處理

　　a）濾波

　　通過在控制器與光伏陣列的輸出導(dǎo)線處安裝差模濾波器，消除從光伏陣列以及光伏陣列與控制器之間導(dǎo)線引起的電磁干擾的影響。

　　通過在光伏陣列輸出的正負(fù)極并聯(lián)合適容值的電容，消除光伏陣列輸出電壓波動(dòng)帶來的干擾。

　　在有按鍵或繼電器操作的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，在控制電路上加入濾波電容。