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1KW光伏发电单相离网220V 逆变器设计

1KW光伏发电单相离网220V 逆变器设计
1KW光伏发电单相离网220V 逆变器设计

中国矿业大学

本科生毕业设计

姓名: ******** 学号: 21070679 学院:*************** 专业:电气工程及其自动化

设计题目:1KW光伏发电单相离网220V 逆变器设计

专题:

指导教师:张同庄职称:副教授

2011年 6 月徐州

中国矿业大学毕业设计任务书

学院 *******************专业年级电气07-1班学生姓名

**********

任务下达日期:2011年2月28日

毕业设计日期:2011年3月7日至2011年 6 月10日

毕业设计题目:1KW光伏发电单相离网220V 逆变器设计

毕业设计专题题目:

毕业设计主要内容和要求:

随着经济的不断发展,电力需求越来越大,依靠矿石发电,不但污染环境,而且产生大量的温室气体排放,造成全球变暖,严重影响人类的生存。太阳能发电,属于清洁能源,既不会产生温室气体排放,也不污染环境,是取之不尽用之不绝的可再生能源。因此,天阳能发电系统设计,具有一定的实际意义,对学生应用所学的电力电子技术,自动控制技术,计算机控制技术等进行综合应用有很好的训练作用。

1、对太阳能发电系统进行研究,对其发电能量的利用进行充电控制器的主电路进行设计。

2、对太阳能发电系统的单相逆变器主电路进行理论计算和设计

3、对太阳能发电控制电路进行理论计算和设计

4、对太阳能发电控制电路软件进行设计

院长签字:指导教师签字:

中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书

指导教师评语(①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):

成绩:指导教师签字:

年月日

中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;④工作量的大小;⑤取得的主要成果及创新点;⑥写作的规范程度;⑦总体评价及建议成绩;⑧存在问题;⑨是否同意答辩等):

成绩:评阅教师签字:

年月日

中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;③工作量的大小;④取得的主要成果及创新点;⑤写作的规范程度;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):

成绩:评阅教师签字:

年月日

中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩

摘要

本文对光伏离网并网发电系统都有了一定的分析和介绍,其中的几个关键问题比如主电路拓扑等问题,逆变器控制方面做出了分析和讨论,在此基础上构建了以DSP芯片TMS320LF2407A为核心的1KW单相离网220V逆变器设计。主要内容如下:

1.对光伏电池的工作原理,输出特性进行了分析。

2.对最大功率跟踪控制(MPPT)的常用几种技术进行了分析。并选择其中的电导增量法为课题中的控制方法。

3.对蓄电池的种类和充电方式进行了分析和选择。

4.对DC-DC直流转换的电路进行了设计,对逆变部分的电压外环电流内环的PI 控制进行了分析,对逆变部分的采用的IPM模块PM50B4LB060进行了分析,并针对PM50B4LB060的电源电路和外围保护电路进行了设计。

5完成基于DSP芯片TMS320LF2407A的控制部分的设计。

关键词:光伏发电;电导增量法;电压外环电流内环的PI控制; DSP控制;IPM模块; MPPT

ABSTRACT

In this paper, and off-grid photovoltaic power generation system has a certain amount of analysis and presentation, in which several key issues and other issues such as the main circuit topology, the inverter control to the analysis and discussion, on this basis to build DSP chip as the core TMS320LF2407A 1KW 220V single-phase off-grid inverter design.Following major elements:

1. The working principle of photovoltaic cells, the output characteristics was analyzed.

2. To the maximum power tracking control (MPPT) of several commonly used technologies are analyzed. And select one of the conductance increment method for the issue of control.

3. On the battery type and charging for the analysis and selection.

4. On the DC-DC conversion circuit design, the voltage of the inverter part of the inner PI current control outer loop is analyzed on the part of the adoption of IPM inverter module PM50B4LB060 were analyzed, and the power PM50B4LB060 Protection circuit and external circuit design.

5 Based on DSP Chip TMS320LF2407A complete control of part of the design.

Keywords: Photovoltaic power generation; conductance increment method; voltage current of the inner outer PI control; DSP control; IPM module; MPPT

目录

1 绪论 (1)

1.1太阳能应用的背景 (1)

1.2光伏发电应用现状和意义 (1)

1.2.1 国内光伏发电应用现状 (1)

1.2.2 国外光伏发电发展现状 (3)

1.2.3 研究的意义 (4)

1.3本课题研究的内容 (4)

1.4本课题结构 (4)

2 光伏发电系统的基本组成和工作方式 (5)

2.1光伏发电系统的基本组成 (5)

2.2光伏发电系统的工作方式 (6)

3 太阳能电池和MPPT控制 (9)

3.1太阳能电池的工作原理 (9)

3.1.1 太阳能电池的V-I特性 (10)

3.1.2 太阳能电池最大效率点的跟踪控制(MPPT) (13)

3.1.3 常用MPPT控制技术 (14)

3.2光伏组件的几种结构 (17)

4 蓄电池的分类和充电方式 (19)

4.1蓄电池的分类 (19)

4.2蓄电池的充电方式 (20)

5 主电路拓扑、控制方式及IPM模块的介绍 (23)

5.1DC-DC部分的电路拓扑 (23)

5.2DC-AC(逆变)部分的电路拓扑 (24)

5.3控制方式 (25)

5.4IPM模块的介绍 (27)

6 本课题中蓄电池以及光伏电池的选择 (30)

6.1蓄电池的选择 (30)

6.2光伏电池的选择 (31)

7 1KW单相离网220V逆变器的硬件系统设计 (32)

7.1系统的构成和主要参数 (32)

7.1.1 系统的构成 (32)

7.1.2 主要参数 (32)

7.2主电路拓扑及电路主要参数设计 (33)

7.2.1 主电路拓扑 (33)

7.2.2 功率开光管的选择 (33)

7.2.3 功率开光管的缓冲电路的设计 (34)

7.2.4 电路主要参数设计 (34)

7.3IPM模块PM50B4LB060的驱动电源和外围的保护 (36)

7.3.1 PM50B4LB060驱动电路 (38)

7.3.2 PM50B4LB060外围的保护 (40)

7.4基于DSP的控制系统设计 (40)

7.4.1 DSP端口资源的分配 (42)

7.4.2 取样检测电路 (43)

8 系统软件的构架 (46)

8.1系统的软件构架 (46)

8.1.1 PI算法的程序框图 (48)

8.1.2 PI控制程序框图 (49)

8.1.3 SPWM波的生成 (50)

8.1.4 系统的保护 (52)

9 结论与展望 (53)

9.1结论 (53)

9.2展望 (53)

参考文献 (54)

翻译部分 (56)

英文原文 (56)

中文翻译 (60)

致谢 (70)

1 绪论

1.1 太阳能应用的背景

目前,世界能源结构中,人类主要利用的是化石能源,其中石油、天然气、煤炭的消费构成分别为41%、23%和27%而根据目前所探明的储量和消费量计算,这些能源资料仅可供全世界大约消费170年。具体来说,石油将在40年内耗尽,天然气将在60年内用光,煤炭也只够使用220年。

由此可见,在人类开发利用能源的历史长河中,以石油、天然气和煤炭等化石能源为主的时期仅是一个不太长的阶段,化石能源被新能源取代是历史的必然。因此,人类必须未雨绸缪,及早寻求替代能源。同时我们也知道,化石能源的大量开发和利用是造成人类生存环境恶化的主要原因之一,如燃烧化石能源所排放出的二氧化碳和含氧硫化物直接导致了地球温室效应和酸雨的产生,全世界每天约产生1亿吨温室效应气体,如果不对温室气体采取减排措施,人们预计,全球平均气温每10年将升高0.2℃,到2100年全球平均气温将升高13.5℃,这将对人类生存空间带来极大的威胁。21世纪,人类面临着经济和社会可持续发展的双重挑战,在有限资源和环保要求的双重制约下发展经济已成为全球的热点问题,这就要求我们所寻求的替代能源必须是可再生的清洁能源。

当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急,能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。太阳能作为一种可再生的新能源,越来越引起人们的关注。

根据国际权威机构预测,到21世纪50年代,全球直接利用太阳能的比例将会发展到世界能源结构中的13%~15%,而整个可再生能源在能源结构中的比例将大于50%。太阳能将成为2l世纪最重要的能源之一[1]。

所以,在能源需求急剧增加而其他能源日益紧张的背景下,太阳能作为一种取之不尽的、无污染的可再生能源已成为当今最热门的能源开发应用的课题之一,它也必将是21世纪最重要的能源之一。因此对光伏发电设计具有巨大应用价值和现实意义。

1.2 光伏发电应用现状和意义

1.2.1 国内光伏发电应用现状

我国于1958年开始对光伏电池的生产和应用进行研究,1971年成功将其应用到东方红二号卫星上。由于受到价格与产量的限制,市场发展很慢,太阳能电池的年产量一直徘徊在10Kwp左右。除了作为卫星电源,在地面上太阳能电池仅用于

小功率电源系统,如微波中继站、军队通信系统、铁路信号系统、小型户用系统及偏远地区的供电。在1981年~1990年间,我国的光伏工业得到一定的巩固与发展,并在一些应用领域建立了示范工程。同时,国家也加大了对光伏发电系统研究及生产的投入,先后从国外引进了多条太阳能电池生产线,除了一条1Mwp的非晶硅电池生产线外,其余全部是单晶硅电池生产线,使我国太阳能电池的生产能力由每年的10KWp发展到4.5MWp售价也由80元/w,下降到40元/WP左右。随着国家对产业的不断重视,我国光伏电池的总装机容量和生产能力有较大的提高,到2005年全国光伏组件装机量已达70MWp光伏电池的制造能力也已超过200Mwp,生产企业有十多家。尽管如此,与世界光伏产业发达国家相比还有很大的差距,目前光伏应用比较广泛的国家光伏总装机容量已接近或达到500MW的规模。

我国太阳能光伏电池的年产量约为3MW生产能力约为5-8MW,累计用量约为15MW,同国外相比有很大差距!光伏发电产业生产规模小,水平低,生产成本高,市场培育迟缓,其总体水平落后国外约15年。我国“十五"规划提出了解决600万人(即无电人口的10%)的用电问题等目标!这给光伏发电产业提供了前所未有的市场和发展机会[2]。

我国光伏发电的重点项目:

(1)我国“光明工程”计划

由国家发展计划委员会牵头制定的“中国光明工程”计划,筹集l00亿元,计划到2010年利用风力发电和光伏发电技术解决2300万边远地区人口的生活、边防哨所、微波通讯站、公路道班、输油管线维护站、铁路信号站等用电问题。使他们达到人均拥有发电容量100瓦的水平。

(2)深圳园博园光伏并网发电系统,该项目总投资750万美元,这是国内第一座MW级太阳能发电站。是目前中国乃至亚洲最大的太阳能并网发电系统,发电能力约为100万千瓦。该电站采用与市电并网形式。投入使用以来共发电200多万度。

(3)京奥运会鸟巢体育场太阳能光伏发电系统

2008年4月。北京奥运会鸟巢体育场太阳能光伏系统实现并网发电。这是2008北京奥运会主场馆鸟巢工程首次采用太阳能光伏发电。这套光伏发电系统总投资约1000万元,总装机容量为100千瓦。该太阳能光伏系统使用单晶硅组件,采用了不可逆流、无储能的太阳能光伏发电技术。可以就地安装、维护费用低。该太阳能光伏发电系统安装在位于国家体育场鸟巢周围的5个安检棚顶部,每个安检棚为一个并网发电单元。通过光伏并网逆变器与公共电网并接,实现了与公共电网的互联、互通和互补。该系统发电除满足鸟巢检票系统的自身用电外,多余电力将并人国家体育场的电力供应系统。按平均每天5小时光照时间计算。这套光伏发电系统每天可为鸟巢提供520度绿色电力。该系统将稳定运行25年,累计可生产约475万度绿色电力,可减排2500多吨废气.替代1500吨标准煤。

(4)上海十万个太阳能屋顶计划上海十万个太阳能屋顶计划研究,是在世界自然

基金会和上海市经委的支持下。由上海交通大学太阳能研究所承担的太阳能应用项目课题,总投资近百亿元。上海计划利用十年的时间,将现有2亿平方米平屋顶的1.5%,约300万平方米,即十万个屋顶用作太阳能发电。相当于新建一个30万千瓦的电站,而且是峰值发电。在1000瓦,平方米标准日照条件下安装太阳能屋顶,可发电130~180千瓦时,平方米。按上海地区标准日照时间1100~1300小时/年计算。每年最低发电量可达143千瓦时,平方米.每年至少发电3.3亿度。

(5)其他建设项目

西部7省无电乡村通信工程项目、无锡国家工业设计园300千瓦屋顶并网光伏系统、上海崇明岛生态公园85千瓦屋顶光伏系统、香港湾仔政府大楼屋顶光伏系统、广州十万个光伏屋顶计划、乌拉特后期1MW沙漠太阳能光伏并网电站,该电站将是目前国内最大的沙漠太阳能光伏电站。

1.2.2 国外光伏发电发展现状

20世纪80年代以来,世界各国特别是发达国家相继投入大量的人力、物力

开展对太阳能、风能、地热能、生物能等新型可再生能源的研究、开发和利用工作。并制定相应的光伏发电系统的发展计划。1990年德国政府率先推出“一千屋顶计划"。1998年进一步提出10万套屋顶计划。日本政府1994年开始实施“朝日七年计划”,总容量185WMp,1997年又宣布实施“七万屋顶计划”,总容量280MWp。意大利1998年实行“全国太阳能屋顶计划”,总容量50MWp,在这类系统中,规模最大的是1997年6月美国宣布的“百万太阳能屋顶计划”,到2010年将安装101.4万套光电系统,总安装量3025MWp。表所示为2000~2004年五年内世界光伏器件的年产量数据,从中可以看到近五年光伏产品需求的强劲上升势头,年平均增长率超过50%。充分说明了该产业的迅猛发展态势。美国能源部预测,在今后十年内世界太阳电池销售量将以年均30%的速度增长,到2010年将达到4.6GWp,累计容量将达到20GWp[6]。

近几年国际上光伏发电快速发展,2007年全球太阳能新装容量达2826mwp,其中德国约占47%,西班牙约占23%,日本约占8%,美国约占8%。2007年,在太阳能光电产业链中有大量的投资集中到新产能的提升上。除此之外,太阳能光电企业在2007年间的贷款融资金额增长了近100亿美元,使得该产业规模不断扩大。虽然受金融危机影响,德国、西班牙对太阳能光伏发电的扶持力度有所降低,但其它国家的政策扶持力度却在逐年加大。日本政府2008年11月发布了“太阳能发电普及行动计划”,确定太阳能发电量到2030年的发展目标是要达到2005年的40倍,并在3-5年后,将太阳能电池系统的价格降至目前的一半左右。2009年还专门安排30亿日元的补助金,专项鼓励太阳能蓄电池的技术开发。2008年9月16日,美国参议院通过了一揽子减税计划,其中将光伏行业的减税政策续延2-6年[3]。

1.2.3 研究的意义

通过上面的叙述,可以看出,在能源日渐紧张的情况下,太阳能不仅仅是现在能源发展的一种趋势,还是未来能源发展的主要部分,在环境和经济的情况下看,光伏发电技术是新能源技术的重要组成部分,是正在发展着的高新技术。在国家能源政策的引导下,随着人们对可再生能源认识的提高以及太阳能光伏发电系统性能价格比的提高,太阳能资源的开发及应用前景将是十分广阔的。光伏发电技术也是具有很大的意义。

1.3 本课题研究的内容

本课题为1KW单相离网220V逆变器设计,为小功率的一个发电系统,是家用型的一个光伏发电系统,根据所给的课题,主要是针对逆变器及其控制系统的设计。

第一部分:根据太阳能电池板输出功率1KW来进行蓄电池和太阳能电池的选择。以及充电方式和控制方式。

第二部分:选择DC-DC、DC-AC部分的主电路拓扑。

第三部分:逆变器选用的是IPM模块,控制系统是基于DSP的控制。IPM模块选用的是PM50B4LB06,DPS选用的是TMS320LF2407A。

1.4 本课题结构

第一章:阐述选题背景,课题研究的目的和意义,以及国内外光伏的发展现状及本课题研究的主要内容;

第二章:简单的阐述了光伏发电系统的基本组成。

第三章:简要的阐述太阳能电池的工作原理,以及其控制方式。

第四章:简单的阐述了蓄电的分类和充电方式。

第五章:阐述了DC-DC,AC-DC部分的电路拓扑以及控制方式。以及IPM模块的简单介绍。

第六章:对本课题中使用的蓄电池和光伏电池进行了选择

第七章:对设计的硬件系统部分进行设计,对使用的技术参数进行了计算确定。

第八章:简述了系统软件的构架。

第九章:总结了在本次设计中得到的成果以及系统的不足,以及整个系统的发展前景。

2 光伏发电系统的基本组成和工作方式

2.1 光伏发电系统的基本组成

(1)光伏电池阵列:

光伏电池是组成太阳能光伏发电系统的最小单位,单个光伏电池功率较小,最大输出功率不超过5Wp,为满足不同等级负载供电需要,人们将光伏电池串并联后统一封装构成光伏模块(Photovoltaic Module—PV),这是目前光伏器件的主要存在及应用方式。因大功率光伏模块安装、维护方便,因此在光伏发电系统中200Wp以上的光伏模块更受欢迎。如果光伏发电系统中所需功率超过光伏模块功率,则需要根据光伏发电系统的功率要求,将同规格的光伏模块串联起来构成光伏阵列(PV Array)为系统提供更高的输出功率和输出电压[5]。

(2)直流变换部分(DC-DC):

直流变换部分作用主要是把光伏阵列输出电压变换成能够满足储能系统和逆变器要求的电压等级。同时由于光伏阵列输出特性的特殊性,其输出功率为日照强度和模块温度的非线性函数,存在着最大输出功率跟(Maximum Power Point Tracking—MPPT)问题。如果不加以控制直接用于给负载提供能量,则很难有较好地发挥光伏模块转换效率。为此,控制系统除了完成对DC-DC变换和DC-AC变换所需的基本控制外,还需在DC—DC变换环节中增加MPPT控制,以实现光伏阵列的最大功率输出。

(3)逆变部分(DC-AC):

光伏电池发出的只能是直流电,而包括电网在内的许多用电场合需要交流电,所以(DC-AC)逆变器是光伏发电系统中的一个关键环节。它的功能是受控制系统控制,从而将直流转变为与交流电网或本地交流负载相匹配的交流电。该环节的主要指标要求是变换的高可靠性和高转换效率。目前我国在小功率逆变器上与国外处于同一水平,但在大功率逆变器上有较大的差距。

(4)储能部分:

光伏发电系统只有在白天有阳光时才能发电,而人们的一般用时间会在晚上,所以蓄电池可以在白天将太阳能储存起来以供人们夜间使用,同时也可作为交流电网断电时的不间断电源(UPS源(uninterruptible Power Supply)为本地重要交流负载供电。这种包括蓄电池作为储能环节的光伏发电系统称为“可调度式光伏发电系统”。如图2-1所示:

图2-1 可调度式光伏发电系统

还有一种不含蓄电池的发电系统,这种系统称为“不可调度式光伏发电系统”。如图2-2所示:本课题主要讨论并实现的对象是对“可调度的光伏并网发电系统”。

图2-2 不可调度式光伏发电系统

2.2 光伏发电系统的工作方式

光伏并网发电系统根据系统本身的结构、系统运行环境情况、输出容量的大小、本地负载容量的大小以及交流电网的情况,分别可工作于独立运行模式、并网发电运行模式和混合运行模式三种[4]。

1独立运行方式:

光伏发电系统的“独立运行模式”是指远离电网的光伏发电系统。它通常用作便携式设备的电源,向远离现有电网的地区和设备供电或者用于任何不想与电

网发生联系的供电场合。该系统中,蓄电池作为储能单元一般是不可缺少的,它将日照时发出的剩余电能存储起来供日照不足或没有日照时使用,所以它属于可调度光伏发电系统。如图2-3所示。

图2-3 独立运行方式

本人设计的主要方式为独立运行方式,在后面的章节中会有具体的阐述。

2并网运行方式:

在公用电网的场合,光伏发电系统可直接与电网连接,在系统容量足够大和日照强度较大时,可将多余的电能回送给电网。所以该系统对应的逆变器所输出的交流电要求满足并网的条件。如图2-4

所示。

3混合运行方式:

混合型光伏发电系统是指在光伏发电的基础上增加一组发电系统,以弥补光伏发电系统受环境变化影响较大造成的阵列发电不足,或电池容量不足等因素带来的供电不连续。较为常见的混合系统是风一光互补系统,系统结构框图如图2-5所示。

图 2-5 混合运行方式

在通常情形下,白天日照强,夜间风多;夏季日照强、风小;冬春季日照强度小而且风大。显然风能发电与太阳能发电具有很好的互补性,其优点显见:利用太阳能、风能的互补特性可以产生稳定的输出,提高系统供电的稳定性和可靠性;在保证供电情况下,可以大大减少储能蓄电池的容量;对混合发电系统进行合理的设计和匹配,可以基本上由风/光系统供电,无须启动备用电源和备用发电机,以此获得较好的经济效益。但是,风/光互补联合发电系统存在:一次性投资较大,并需定期更换蓄电池等缺点。

3 太阳能电池和MPPT 控制

3.1 太阳能电池的工作原理

在自然界中,物体根据其导电能力和电阻率的大小分为导体、绝缘体和半导体三类,其中把电阻率在10e —3~10e+8Ω。cm 左右的称为半导体。半导体有许多的特性如掺杂特性、热敏特性、光敏特性等,这些特性在现代电力电子技术中已得到极为广泛的应用。除此之外,半导体还具有很强的光伏效应[1]。

光伏效应是指当物体吸收光能后,其内部能传导电流的载流子的分布状态和浓度发生变化,由此产生电流和电动势的效应。光伏电池是以半导体PN 结上接受太阳光照射产生光生伏特效应为基础,直接把光能转换成电能的能量转换器。当光照射到表面时,部分光线被其表面反射,对发电不起作用;部分被电池吸收,给电池加热,产生电池的温升;其它部分太阳光进入半导体内部,冲击N 区和P 区的价电子,使其得到超过禁带宽度Eg 的能量,从而脱离共价键的束缚,形成非平衡状态的电子一空穴对。这些被激发的电子一空穴对,部分复合后对外不显电性,属于光伏电池能量损耗部分;剩下部分处于非平衡状态的电子一空穴对,在原PN 结垫垒电场的作用下,把P 区的光生非平衡少子电子拉入N 区,同样把N 区的光生非平衡少子空穴拉入P 区,从而形成一个与原垫垒电场Ei 方向相反的光生电场Epv ,如图3-1所示:

电子-E i

E pv

图3-1 光伏电池的机理图

基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计

本科毕业论文(设计、创作)题目:基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计 学生姓名:学号:103402035 所在系院:专业:电子信息工程入学时间:2010年9月导师姓名:职称/学位:副教授/硕士 导师所在单位: 完成时间:2014年5月安徽三联学院教务处制

基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计 摘要:随着石油化工资源的枯竭、生态环境的日趋恶化和人类可持续发展的需要,一种低碳环保的绿色能源太阳能引起了众多人群的关注,并且成为现代能源领域发展预期最好的新能源。以TMS320F2812DSP为核心控制芯片,Infineon公司型号为IGP50N6OT的IGBT(50A,60OV)作为开关器件,以IR公司的IR2llO作为驱动芯片的离网光伏发电系统,可以更好地解决偏远地区供电中出现的种种问题。设计分析了各种光伏发电系统在应用方面的优、缺点。比较了光伏发电逆变器三种重要的拓扑结构,给出了系统总体框图及分电路原理,并实现了仿真测验。 关键词:光伏发电;离网逆变器;DSP

Research on Single-phase Off-grid Inverter of Photovoltaic Power based on DSP Abstract:With the exhausted of traditional energy sources,the worsening of the ecological environment and human requirements of sustainable development,solar energy as an ideal green energy has caused more and more attention,to become the world's most promising new energy technology.TMS32OF2812 DSP,a high–performance digital signal processing chip,is used to controlling the core in our researeh.IGP50N60model of infien on corporation is selected as switching device.The single-Phase off-grid PV inverter is researched.can better solve the problems in the remote area power supply.Design of photo voltaic power generation system are analyzed advantages and disadvantages in the https://www.doczj.com/doc/9d4513712.html,parison of the photovoltaic inverter topology structure of three important,gives the system block diagram and circuit principle,and realizes the simulation test. Keywords:PV;Off-grid inverter;DSP

太阳能逆变器的测试系统详解

太阳能逆变器的测试系统详解 太阳能逆变器测试系统详细描述: 1.防孤岛检测装置(手动型) ACLT-2210M RLC各11.1K,总装机容量33.3K,步进幅度0.001K,最大电流分辨率1mA,满足10K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-3803M RLC各32.97K,总装机容量98.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足30K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-3820M RLC各66.97K,总装机容量200.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足60K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-3830M RLC各109.97K,总装机容量329.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足100K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-3840M RLC各139.97K,总装机容量419.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足130K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-3860M RLC各209.97K,总装机容量629.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足200K逆变器防孤岛保护试验检测需要

ACLT-3880M RLC各269.97K,总装机容量809.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足250K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-38160M RLC各529.97K,总装机容量1589.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足500K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-38300M RLC各1079.97K,装机容量3239.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足1000K逆变器防孤岛保护试验检测需要 太阳能逆变器测试系统 一、太阳能逆变器测试系统关于谐振频率的难点为了模拟孤岛运行环境,需要RLC负载能够精确产生一个稳定的基频频率(50Hz或60Hz),谐振频率公式,L与C一定要均衡,才能达到基频频率。为了高效率实施逆变器检测,防孤岛试验检测装置在选型时一定要注意选择一套可以稳定、快速、自动调试出基频频率的RLC负载。 二、太阳能逆变器测试系统关于逆变器输出无功对谐振频率的影响所有被测光伏逆变器一定会有无功输出,无功可能是容性,也可能也是感性。关键是在实施防孤岛效应保护试验时,逆变器输出无功功率一定要可以自动补偿到RLC 负载调试中,避免在试验过程过欠频触发保护,导致测量结果错误。所以一定要注意选择一套可以自动补偿逆变器输出无功功率的RLC负载。 三、太阳能逆变器测试系统关于寄生量对测量结果的影响如果试验的电感负荷比电容大,谐振频率会大于50Hz,电感负荷比电容小,谐振频率会小于

光伏逆变器行业现状及发展趋势前景

一、光伏逆变器产业链结构分析 图表光伏发电用逆变器产业链结构 资料来源:产研智库 一、上游原材料 逆变器企业主要外购产品包括各种电子元器件、结构件、电气元器件、电线电缆等。 逆变器的主功率元件的选择至关重要,使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管(BJT),功率场效应管(MOSFET),绝缘栅晶体管(IGBT)和可关断晶闸管(GTO)等,在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET,在大容量系统中一般均采用IGBT模块,而在高压特大容量(1000KVA以上)系统中,一般均采用IGCT、GTO等作为功率元件。 图表光伏发电用逆变器主要原料 资料来源:产研智库 二、下游需求领域 图表光伏发电逆变器国内主要应用领域

资料来源:产研智库 三、产业链各环节传导机制 光伏逆变器上游为电力电子元器件、微电子芯片、集成电路、电力电容器、电抗器、变压器、机柜、机箱壳体制造等行业。该行业与上游行业的关联性较低,上游行业的影响主要体现在本行业采购成本。 逆变器行业与下游行业的发展密切相关,下游行业对本行业的发展具有较大的牵引和驱动作用,国家光伏项目建设与投资是决定本行业未来需求的重要部分,其需求变化直接决定了本行业未来的发展状况。 二、国外光伏逆变器市场格局 光伏逆变器的主要厂商分布在光伏安装的主要区域,包括德国、中国、美国等地。2015年,全球逆变器的主要产能集中在德国、中国、美国,其中SMA、阳光电源、华为占据前三位。国外厂商逆变器项目经验丰富,产品质量高,成本也相对较高。国内自主研发的光伏逆变器,成本较低、售后服务效率更高。从地域来看,预计未来新增光伏逆变器需求将主要来自美国、日本和中国等新兴市场国家。 2015年全球逆变器市场格局在领先厂商之间日趋巩固。全球逆变器需求在2015年上涨了33%,排名前10的光伏逆变器厂商市场份额提高到了75%,产业集中度不断提高,全球光伏逆变器出货量达2010年以来的最高值。 德国SMA继续保持其2015年全球最大光伏逆变器供应商的地位,但在出货量上继续损失市场份额。虽然SMA仍然在光伏逆变器收入上处于全球领导者地位,但其从逆变器出货排行榜流失的全球需求已转向中国。2015年出货量前十名厂商中有四个是中国企业,其中华为出货量领先。SMA业绩提升的主要得益于美国和其他快速增长的公用事业规模市场,该公司还更新了其逆变器产品组合,表示其在住宅、商业和公用事业规模市场都有竞争力产品推出。 图表2015全球10大光伏逆变器厂商出货量排名

(完整版)单相光伏并网逆变器的研究40本科毕业设计41

单相光伏并网逆变器的研究

轮机工程学院

摘要 能源危机和环境问题的不断加剧,推动了清洁能源的发展进程。太阳能作为一种清洁无污染且可大规模开发利用的可再生能源,具有广阔应用前景。并且伴随“智能电网”理论的兴起,分布式电力系统正日益受到关注,光伏逆变系统作为分布式电力系统的一种重要形式,使得对该领域的研究具有重要的理论与现实意义。 论文在分析光伏逆变系统发展现状与研究热点的基础上,探讨了光伏逆变系统的主要关键技术,对直接影响光伏逆变系统的工作效率以及工作状态的最大功率点跟踪控制、光伏逆变器控制等技术进行了详细研究。 为研究光伏逆变系统,本文建立了一套完整的光伏逆变系统模型,主要包括光伏电池模块,前级DCDC变换器,后级DCAC逆变器,以及相应的控制模块。为了提高系统模型的准确性及稳定性,论文设计了一种输出电压随温度光照改变的光伏电池模型,提出了一种基于Boost 升压变换器的最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,并且将正弦脉冲宽度调制技术(SPWM)应用于逆变器控制。最后在MatlabSimulink软件环境下搭建了光伏逆变系统的整体模型,完成系统性的实验验证。 经过仿真实验验证,所提出的光伏逆变系统设计方案正确可行,且输出达到了设计要求,为进一步实现并网功能提供了条件,具有较高的实用参考价值。 关键词:光伏电池;最大功率点跟踪;光伏逆变系统;正弦脉冲调制技术

ABSTRACT With intensify of the energy crisis and environmental problems, the development of clean energy . The solar energy because of its friendly-environmental advantage and renewable property. With the proposition of the Smart Grid, Distributed Power System . As an important form of Distributed Power System, photovoltaic inverter system is the key of the research in this field. This paper discusses the key techniques of photovoltaic inverter system on the basis of analysis of development and research techniques such as maximum power point tracking (MPPT) which work efficiency and work condition and technology of PV inverter. In order to research PV inverter system, this paper builds an integral model, including PV battery model and DCDC converter and DCAC single phase inverter as well as corresponding control models. In order to improve the validity and the stability of the system, the paper

5kWp光伏太阳能离网发电系统设计方案

5kWp光伏太阳能离网发电系统 设 计 方 案

目录 一、光伏太阳能离网发电系统简介 (2) 二、项目地参数 (2) 三、相关规范和标准 (5) 四、系统组成与原理 (6) 五、设计过程 (8) 1、方案简介 (8) 2、用户信息 (8) 3、蓄电池设计选型 (8) 4、组件设计选型 (12) 5、离网逆变器设计选型 (16) 6、控制器设计选型 (18) 7、交直流断路器 (21) 8、电缆设计选型 (23) 9、方阵支架 (23) 10、配电室设计 (23) 11、接地及防雷 (23) 12、数据采集检测系统 (24) 六、仿真软件模拟设计 (25) 七、设备配置清单及详细参数 (31) 八、系统建设及施工 (31) 九、系统安装及调试 (32) 十、工程预算投资分析报告 (36) 十二、运行及维护注意事项 (38) 十三、设计图纸 (41)

5kWp光伏太阳能离网发电系统配置方案 一、光伏太阳能离网发电系统简介 独立光伏电站是独立光伏系统中规模较大的应用。它的主要特点就是集中供电,如在一个十几户的村庄就可建立光伏电站来利用太阳能,当然这是在该村庄地理位置较偏远,无法直接利用电力公司电能的情况下,所能用到的方法。用这种方式供电便于统一管理和维护。而户用系统是采用分散供电的方式提供电能,如果要在该村庄安装户用光伏系统,这样每一户都得需这么一套光伏系统,它比起独立光伏电站来,所需的元器件规格要小,控制器、逆变器和蓄电池及负载都比较小,但是独立光伏电站和户用光伏系统基本结构是完全一致的。 太阳能光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaic——BIPV)是应用太阳能发电 的一种新形式,简单的讲就是将太阳能发电系统和建筑的围护结构外表面如建筑幕墙、屋顶等有机的结合成一个整体结构,不但具有围护结构的功能,同时又能产生电能供本建筑及周围用电负载使用。还可通过建筑物输电线路离网发电,向电网提供电能。太阳能光伏方阵与建筑的结合由于不占用额外的地面空间,是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式,因而备受关注。 二、项目地参数 图片来自Google地球 1、项目地点:江苏省泰州市XX区XX镇; 2、经度:120°12’ ,纬度:32°23’; 3、平均海拔高度:7m;

单相逆变器并网工作原理分析与仿真设计

第2章 基于定频积分的逆变器并网控制 2.1 引言 本章探索了一种基于定频积分控制的可选择独立工作和并网运行两种工作模式的光伏逆变器控制方案,对其工作原理以及并网电流纹波影响因素进行了理论分析,推导了控制方程,并给出了计算机仿真分析结果。 2.2 逆变器并网控制系统总体方案设计 如本文第一章所述,并网型逆变器主要应用在可再生新能源并网发电技术中,因此,对逆变器并网控制方案的研究也必须结合新能源发电的特点,达到最大限度的利用可再生资源。作者设计了一种既可以控制逆变器工作在并网送电状态,又可以控制逆变器工作在独立带载状态的逆变器并网控制系统。逆变器的具体工作模式由工作场合和用户需求决定,系统具有多功能。 本系统采用以定频积分为核心的控制方案。逆变器并网工作时采用基于定频积分的电流控制方案;独立工作时,在并网电流控制方案的基础上加入电压PI 外环,实现输出电压控制。定频积分控制不仅将并网输出电流控制和独立输出电压控制有机地融合在一起,而且使系统在两种工作模式下都具有良好的性能。 2.3 定频积分控制的一般理论 所谓定频积分控制是指保持电路工作的开关频率S f 不变,而通过积分器和 D 触发器来控制开关器件在每个周期的导通时间on T 和关断时间off T 。图2-1所示为定频积分控制的一般原理图。 定频积分控制是基于单周期控制的一种控制方法[43~45]。单周期控制是一种非线性控制技术, 该控制方法的突出特点是:无论是稳态还是暂态,它都能保持受控量(通常为斩波波形)的平均值恰好等于或正比于给定值,即能在一个开关周期,有效的抵制电源侧的扰动,既没有稳态误差,也没有暂态误差,这种控制技术可广泛应用于非线性系统的场合,比如脉宽调制、谐振、软开关式的变换器等。下面具体从理论上分析基于单周控制的定频积分控制的一般原理和特点。

PWM 控制的单相逆变电路的设计及其研究

电力电子技术课程设计 班级 学号 姓名 电气工程及其自动化 二零一五年一月

目录 1 绪论 (2) 1.1 电力电子简介 (2) 1.2 课程设计的目的与要求 (2) 1.3 课程设计题目 (3) 1.4 仿真软件的使用 (3) 2 工作原理 (4) 2.1 逆变电路原理 (4) 2.1.1 电压型逆变电路 (4) 2.1.2 电流型逆变电路 (6) 2.2单相桥式PWM逆变电路的基本原理 (10) 2.2.1 单极调制法 (11) 2.2.2 双极调制法 (12) 3 电路的设计过程 (13) 3.1 逆变控制电路的设计 (13) 3.2 正弦波输出变压变频电源调制方式 (14) 3.2.1 正弦脉宽调制技术 (14) 3.2.2单极性调制方式 (15) 3.2.3 双极性调制方式 (15) 3.2.4 单极性倍频调制方式 (15) 3.3 3种调制方式下逆变器输出电压谐波分析 (16) 4 仿真实验与结果 (17) 4.1 单相桥式PWM逆变主电路原理图 (17) 4.2 仿真所得波形 (17) 5 仿真结果分析 (19) 6 心得体会 (20) 7 参考文献 (21)

1 绪论 1.1 电力电子简介 随着电力电子技术的飞速发展,正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中,与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面:一是稳态精度高;二是动态性能好。因此,研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略,已成为电力电子领域的研究热点之一。电力电子器件的发展经历了晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、晶体管(BJT)、绝缘栅晶体管(IGBT)等阶段。目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展,与其他电力电子器件相比,IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点,为了达到这些高性能,采用了许多用于集成电路的工艺技术,如外延技术、离子注入、精细光刻等。IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。它的并联不成问题,由于本身的关断延迟很短,其串联也容易。尽管IGBT模块在大功率应用中非常广泛,但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题,其主要失效机理是阴极引线焊点开路和焊点较低的疲劳强度,另外绝缘材料的缺陷也是一个问题。在现有的正弦波输出变压变频电源产品中,为了得到SPWM波,一般都采用双极性调制技术。该调制方法的最大缺点是它的4个功率管都工作在较高频率(载波频率),从而产生了较大的开关损耗,开关频率越高,损耗越大。本次课程设计研究单相桥式PWM逆变电路,通过该电路实现逆变电源变压、变频输出。 1.2 课程设计的目的与要求 1. 进一步熟悉和掌握电力电子原器件的特性; 2. 进一步熟悉和掌握电力电子电路的拓扑结构和工作原理; 3. 掌握电力电子电路设计的基本方法和技术,掌握有关电路参数的计算方 法;

光伏并网逆变器测试规范

深圳市晶福源电子技术有限公司 并网逆变器电性能测试规范 (此文档只适用于金太阳标准) 拟制:彭庆飞/丁川日期:2012.11.19 审核:石绍辉日期:2012.12.01 复审:石绍辉日期:2012.12.07 批准:石绍辉日期:2012.12.07 文件编号:20111219 生效日期:2013.1.1版本号:VA.1

文件修订记录

目录 1目的 (6) 2适用范围 (6) 3定义 (6) 4引用/参考标准 (6) 5测试基本原则及判定准则 (6) 5.1测试基本原则 (6) 5.2 测试问题分类的基本原则和标准 (6) 5.4 质量判定准则 (6) 6测试仪器、测试工具、测试环境 (7) 6.1 测试仪器 (7) 6.2 测试工具 (7) 6.3 测试环境 (7) 7测试项目、测试说明、测试方法、判定标准 (7) 7.1基本性能测试 (7) 7.1.1 直流输入电压范围和过欠压测试 (7) 7.1.2 电网电压响应测试 (8) 7.1.3 电网频率响应测试 (9) 7.1.4 并网电流直流分量 (10) 7.1.5 并网电压的不平衡度测试 (10) 7.1.6 功率因数测试 (10) 7.1.7 效率测试 (11) 7.1.8 最大功率点跟踪(MPPT)测试 (11) 7.1.9 并网电流谐波测试 (13) 7.1.10 噪声测试 (13) 7.1.11 检测和显示精度测试 (14) 7.1.12 母线软启动及浪涌电流测试 (15) 7.1.13 自动开关机测试 (15) 7.1.14 逆变软启动测试 (16) 7.1.16 PV输入限流测试 (16) 7.1.18 输出隔离变压测试 (16) 7.1.19 恢复并网保护测试 (17) 7.1.20 输出过流保护测试 (17) 7.1.21 防反放电保护测试 (18) 7.1.22 极性反接保护测试 (18) 7.1.23 输入过载保护测试 (19) 7.1.24 孤岛保护测试 (19) 7.1.25 逆向功率保护测试 (21) 7.1.26 EPO紧急关机测试 (22) 7.1.29 EPO关机驱动电压测试 (22) 7.1.30 电容放电时间测试 (23) 7.1.31 死区时间测试 (23) 7.1.33 母线电容纹波电流测试 (23) 7.1.34 逆变滤波电容纹波电流测试 (24) 7.1.35 逆变电感纹波电流测试 (24) 7.2 故障模拟测试 (24) 7.2.1 母线软启动失败测试 (24) 7.2.3 输出变压器和电抗器过温模拟测试 (25) 7.2.5 逆变晶闸管/接触器开路故障模拟测试 (25) 7.2.7 风扇故障模拟测试 (26) 7.2.8 输出相序接反保护测试 (26)

光伏离网逆变器并机典型设计

光伏离网逆变器并机典型设计GrOWan古湍巨特 TOP3 全球单相逆变器 IlIIl 在一些无电地区,安装光伏离网储能系统,比采用油机发电,更经济和环保。相对于 并网系统,离网系统较为复杂,需考虑用户的负载、用电量、当地的天气情况,特别 是负载情况多样化,有像水泵类的感性负载、也有像电炉类的阻性负载,有单相,也 有三相。对于大于IOkW 的光伏离网系统,可以采用单机或者多机并联的方式,但各 有其优缺点。 本文主要介绍采用多台离网逆变器搭建的中大功率光伏离网系统设计方法。 古瑞瓦特离网控制逆变一体SPF5000TL HVM 机型,最多支持6台并机,可以搭建 30kW以内的光伏离网系统。既可组成30kW的单相系统,还可组成30kW的三相系统。考虑到三相负载不一定均衡,6台逆变器组成三相系统时,还有多种配置方法,如222、321、411等,可以应对不同场景的用户需要。下表是一个用户的实际负载

情况和用电情况。 这个系统较特殊,有单相负载与三相负载两种,且三相不平衡。我们根据负载的分布, 先进行逆变器选型设计,系统总负载功率是24kW ,用户表示,不会所有的负载都同 时运行,最大功率在20kW 左右,因此设计采用6台5kW 单相离网逆变器,A相用 3台共15kW,B相用2台共IOkW,C相用1台共5kW,构成一个30kW 三相不平衡的离网系统。单相逆变器输出有两根线:相线和零线,6台逆变器的零线全接在 一起,3台逆变器的相线接在A相,2台逆变器的相线接在B相,1台逆变器的相线 接在C相。 多台逆变器并联,每台机还需连接通信线,A相的3台机均流线接在一起,B相的2 台机均流线接在一起,连接完线,再接上蓄电池,关闭输出断路器,在面板上设置逆 变器的相位,SPF5000进入设置第23项,A相的3台机设为3P1,B相的2台机设为3P2,C相的1台机设为3P3 ,设置完成,便可运行。

毕业设计-单相光伏并网逆变器的控制原理及电路实现

第一章绪论 1.1 光伏发电背景与意义 作为一种重要的可再生能源发电技术,近年来,太阳能光伏(Photovoltaie,PV)发电取得了巨大的发展,光伏并网发电已经成为人类利用太阳能的主要方式之一。目前,我国已成为世界最大的太阳能电池和光伏组件生产国,年产量已达到100万千瓦。但我国光伏市场发展依然缓慢,截至2007年底,光伏系统累计安装100MWp,约占世界累计安装量的1%,产业和市场之间发展极不平衡。为了推动我国光伏市场的发展,国家出台了一系列的政策法规,如《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源十一五发展规划》等。这些政策和法规明确了太阳能发电发展的重点目标领域。《可再生能源中长期发展规划》还明确规定了大型电力公司和电网公司必须投资可再生能源,到2020年,大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例要达到3%以上。对于这一目标的实现,光伏发电无疑会起到非常关键的作用。 当下,我国地方和企业正积极共建兆瓦级以上光伏并网电站,全国已建和在建的兆瓦级并网光伏电站共11个(2008年5月前估计),典型的如甘肃敦煌10MW 并网光伏特许权示范项目,青海柴达木盆地的1000MW大型荒漠太阳能并网电站示范工程,云南石林166MW并网光伏实验示范电站。可以预见,在接下来的几年里,光伏并网发电市场将会为我国摆脱目前的金融危机提供强大的动力,光伏产业依然会持续以往的高增长率,光伏市场的前景仍然令人期待。光伏并网发电系统是利用电力电子设备和装置,将太阳电池发出的直流电转变为与电网电压同频、同相的交流电,从而既向负载供电,又向电网馈电的有源逆变系统。按照系统功能的不同,光伏并网发电系统可分为两类:一种是带有蓄电池的可调度式光伏并网发电系统;一种是不带蓄电池的不可调度式光伏并网发电系统。典型的不可调度式光伏并网发电系统如图1-1所示。

单相逆变器的软件设计

单相逆变器的软件设计

摘要 随着电力电子技术的迅猛发展,逆变技术广泛应用于航空、航海等国防领域和电力系统,交通运输、邮电通信、工业控制等民用领域。特别是随着石油、煤和天然气等主要能源日益紧张,新能源的开发和利用越来越受到人们的重视。利用新能源的关键技术--逆变技术,能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的直流电能变换成交流电能与电网并网发电。因此,逆变技术在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位。理论联系实际,将书本上所学到的知识与实际设计结合起来,学习电力电子基本理论,掌握单相电压型逆变器的工作原理和SPWM原理,并进行详细的设计分析,掌握其控制方式及在电力系统中的重要作用。 关键词:逆变技术,单相电压型逆变器,SPWM原理

ABSTRACT With the rapid development of power electronics technology, the inverter technology is widely used in aviation, navigation and other fields of national defense and the electric power system, transportation, telecommunications, industrial control and other civilian areas. Especially with the oil, coal and natural gas and other major energy shortage, the development and utilization of new energy has been paid more and more attention. The key technology of new energy, inverter technology, the battery, DC can be converted into AC power grid connected power generation solar cell and fuel cell and other new energy conversion. Therefore, inverter technology plays a very important role in the field of new energy development and utilization. The theory with practice, apply on the books knowledge and practical design combine learning power electronics basic theory, master the working principle and the principle of SPWM single-phase voltage type inverter, and design a detailed analysis, palm Hold the control mode and the important role in the power system. Keywords: Inverter technology ,Single phase voltage source inverter ,SPWM principle

(完整word版)光伏发电系统逆变器结构特点

光伏发电系统逆变器结构特点 提出问题: 1.光伏发电系统并网时的主要部件是什么? 2.光伏逆变器如何分类?其电路如何构成? 3.IGBT是什么,有什么特点,主要参数? 4.电力MOSFET是什么,主要参数和特性? 5.逆变器的常用电路有哪些,各自的接线和特点是什么? 6.常用逆变器的形式有哪些,各自特点是什么,主要生产厂家? 1?光伏发电系统并网时的主要部件是什么? 光伏发电系统并网时的主要部件是逆变器。 无论是太阳能电池、风力发电还是新能源汽车,其系统应用都需要把直流电转换为交流电,承担这一任务的部件为逆变器。 逆变器乂称电源调整器、功率调节器,是光伏系统必不可少的一部分。通常,物理上把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变,把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。逆变器的名称由此而來。光伏逆变器最主要的功能是把太阳能电池板所发的直流电转化成家电使用的交流电。 逆变器是光伏系统的心脏,太阳能电池板所发的电全部都要通过逆变器的处理才能对外输出,逆变器对于整套系统的运行起着重要的作用,逆变器的核心器件是IGBT(绝缘栅双极型晶体管),也是价格最高的部件之一。

2.光伏逆变器如何分类?其电路如何构成? 光伏逆变器的分类如下图: 逆变器的分类 输出波形运行方式输出交流电相数功率流动方向方波逆变器阶梯波 逆变器正弦波逆变 器 离网逆变器并网逆 变器 单相逆变器三相 逆变器 单向逆变器双向逆 变器 功率较小(<4kW)的光伏发电系统一般采用正弦波逆变器。逆变器的显示功能主要包括:直流输入电斥?和电流的测量值,交流输出电床和电流的测最值,逆变器的工作状态(运行、故障、停机等)。 光伏逆变器的电路构成如下图所示: 控制电路: 逆变器的控制电路主要是为主逆变电路提供一系列的控制脉冲來控制逆变开关器件的导通与关断,配合主逆变电路完成逆变功能。 辅助电路: 辅助电路主要是将输入电压变换成适合控制电路工作的直流电压。辅助电路还包含多 并网逆变器 Sd Conriectca Convener s?. AC Elecincrty Q 电网s >

基于DSP光伏并网逆变器的硬件电路设计

本科生毕业设计说明书(毕业论文) 题目:基于DSP的光伏并网逆变器 硬件电路的设计 学生姓名: 学号: 专业:电气工程及其自动化 班级: 指导教师:

基于DSP的光伏并网逆变器硬件电路的设计 摘要 由于近年来不可再生能源的不断消耗,能源危机日益凸显,各国都在加紧开发新能源。太阳能发电作为一种全新的电能生产方式,具有清洁无污染、来源永不衰竭且维护措施简单等特点,因而受到越来越广泛的关注。本文针对太阳能应用的一个重要研究领域——光伏发电系统,尤其是小功率光伏并网发电系统,设计实现了基于DSP控制的单相光伏并网逆变器的硬件电路。 论文首先介绍了太阳能光伏并网的国内外发展现状,阐述了利用DSP控制光伏并网系统的基本原理。然后提出了以逆变器DC/AC变换技术为核心的单相光伏并网逆变器的硬件电路设计方案,并在Matlab软件上进行了仿真测试。最后对后续研究工作进行了展望,为进一步制作电路板及其调试提供了参考。 关键词:光伏并网;逆变器;数字信号处理器;Matlab仿真

PV Grid-Connected Inverter Hardware Circuit Design Based on DSP Abstract In recent years, with the continuous consumption of non-renewable energy, the energy crisis has become increasingly prominent, countries are stepping up the pace to develop new energy. Solar power, as a new energy production methods, owns many features, such as, clean, non-polluting, never failure of source and simple maintenance measures, and thus draws more and more attention. In this paper, as for an important research field of solar energy applications-photovoltaic systems, especially low-power photovoltaic power generation system, the hardware circuit of the DSP-based control of single phase photovoltaic grid-connected inverter is designed and implemented. The paper firstly described the development of solar photovoltaic grid in the world, and explained the basic principles of DSP controlled photovoltaic grid system. Then objective of the single-phase PV grid inverter with the core of DC / AC conversion technology inverter hardware circuit is designed and its simulation tests on the Matlab software is proceeded. Finally, the prospect of follow-up study provides a reference for the further production of circuit boards and their debugging. Key words: grid-connected photovoltaic; inverter; DSP; Matlab simulation

三相光伏并网逆变器的设计

三相光伏并网逆变器的设计毕业设计开题报告 1 选题的目的和意义 随着社会生产的曰益发展,对能源的需求量在不断增长,全球范围内的能源危机也日益突出。地球中的化石能源是有限的,总有一天会被消耗尽。随着化石能源的减少,其价格也会提高,这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源,特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。其中太阳能资源在我国非常丰富,其应用具有很好的前景。 光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电,并回馈电网。存阳光充足时,太阳能发出的电可供使用,而不使用市网电;在阳光不充足或光伏发电量达不到使用量时,由控制部分自动调节,通过市网电给予补充。此系统主要用于输电线路调峰电站以及屋顶光伏系统。 光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器,在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析,同时选用Tl公司的DSP芯片TMs320F2812作为控制CPU,阐述了芯片特点及选择的原因。并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了闸述并提出了针对本设计的实现方法。最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。 2 本选题的国内外动向 太阳能光伏并网发电始于20世纪80年代,由于光伏并网逆变器在并网发电中所起的核心作用,世界上主要的光伏系统生产商都推出了各自商用的并网逆变器产品。这些并网逆变器在电路拓扑、控制方式、功率等级上都有其各自特点,其性能和效率也参差不齐。目前在国内外市场上比较成功的商用光伏并网逆变器主要有以下几种: 1.德国SMA公司的Sunny Boy系列光伏逆变器艾思玛太阳能技术股份公司(SMA SolarTechnology AG)是全球光伏逆变器第一大生产供应商,并引领着全球光伏领域的技术创新和发展。该公司推出的Sunny Boy系列光伏组串逆变器是目前为止并网光伏发电站最成功的逆变器,市场份额高达60%。其在国内的典型工程包括大兴天普“50kWp大型屋顶光伏并网示范电站"、深圳国际园林花卉博览园1MWp光伏并网发电工程等。 2.奥地利Fronius公司的IG系列光伏逆变器Fronius是专业生产光伏并网逆变器和控制器

光伏离网逆控一体机

(敬请用户使用前应详细阅读此使用说明)深圳市普顿电力设备有限公司 使 用 说 明 书

请严格依照以下说明使用或安装: 1、安装逆变电源时要专业人员操作或当地经销商协助完成。 2、确认输入直流电压范围是否符合要求即+15% ,电源极性是否正确。 3、确认负载设备电压等级,功率应不大于逆变电源额定输出功率。 4、勿将液体流入逆变电源内部,或用湿布擦机器外壳。机器运行时人体不能直接接触逆变电源输入输出端子,尤其是湿手,否则造成触电伤害。 5、正常运行的逆变电源如需变动其工作环境,不可自行改变其连线,应由专业人员或经销商确认操作。 6、逆变电源运行环境应在通风良好、温度范围-20至45度环境使用,应远离明火源以及日光直射的位置。不能在结露,灰尘环境下运行。在使用过程中有一定的发热量属正常现象、但要保持安装环境的通风散热、干净清洁,特别不能阻塞通风孔。 7、未成年人不得使用本产品。 8、确认逆变电源地线可靠连接,火线和零线不能接反,线径应符合安全使用条件,连接线尽可能缩短。 9、请不要自行打开逆变电源机箱,否则我方将不承担保修事宜。 10、请保存好本说明书,作为日后参阅。 注意: A、未经许可本产品不可以用于维持生命的设备。 B、本逆变电源不适宜用于超高精密电子设备,需先经专业技术人员确认方可投入运行。 C、如果用于计算机负载,计算机的内置电源应选用品牌电源。 警告! 严禁蓄电池反接,严禁火线和零线接反。 严禁在有易燃性、易爆性气体的环境下使用,谨防火花! 连接顺序,务必是先接蓄电池,后接电池板;严禁颠倒顺序。

一、普顿PD系列太阳能逆变电源介绍 本系列逆变电源结合目前逆变电源的优点和缺点进行升级优化、全面改进,并且采用最新的工频逆变电路方案而设计,具备高转换效率、高稳定性、超低损耗、超强带载能力、超强抗干扰能力的特性;可为商业、工业、民用、军用、电信设备等提供可靠的正弦波交流电源。适用于直流电压为DC12V,DC24V,DC48V,DC72V的光伏离网发电场合,主要用于空调、电视、收银机、冰箱、洗衣机、电脑、电动工具、照明、工业设备、电信设备等各类负载。 太阳能逆变器(带市电充电) 二、普顿产品功能介绍 1:普顿产品原理图 2:产品原理说明(交流主供/直流主供,可以在面板自行选择) A、交流主供(市电优先模式) 步骤1:当有市电时,市电旁路直接输出,并且同时为蓄电池充电; 步骤2:当市电突然停电或异常,在5ms内系统自动切换至逆变供电,确保负载持续工作; 步骤3:当市电恢复后,系统自动切换至市电供电,同时为蓄电池充电; 说明:光伏板在发电情况下,就给电池充电,直至电池充满; B、直流主供(逆变优先模式)(以12V电池模式举例如下,其他电压等级对应翻倍) 主用于光伏给电池充电,市电为互补充电,市电当备用电源。 步骤1:当有市电OK时,只要电池电压高于11V,逆变电源将逆变输出; (此功能主要实现光伏发电优先) 步骤2:当电池放电至11V,逆变电源将自动切换至市电旁路输出,同时市电给电池辅助充电; (电池欠压了说明光伏发电量不够使用,此功能主要实现市电互补充电、保证用电设备持续使用和延长电池使用寿命,不要市电充电,可以在面板取消)。 步骤3:当光伏板或市电通过逆变电源给电池充电至13.5V(或转恒压模式,或转浮充模式)时,逆变电源将自动切换至逆变模式输出(此功能主要实现光伏发电优先)。 步骤4:当市电故障、光伏发电又不够时,并且电池电压低于10V,逆变器将关闭输出。

单相光伏逆变器

小功率光伏并网逆变器控制的设计 摘要:阐述了一种小功率光伏并网逆变器的控制系统。该光伏并网逆变器由DC/DC变换器与DC/AC变换器两部分组成,其中DC/DC 变换器采用芯片SG3525来控制,DC/AC变换器采用数字信号处理器TMS320F240来控制。由于DSP实时处理能力极强,采用合适的算法能确保逆变电源的输出功率因数非常接近1,输出电流为正弦波形。该控制方案已经在实验室得到验证。 1 引言 21世纪,人类将面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战。在有限资源和保护环境的双重制约下能源问题将更加突出,这主要体现在:①能源短缺;②环境污染;③温室效应。因此,人类在解决能源问题,实现可持续发展时,只能依靠科技进步,大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能具有储量大、普遍存在、利用经济、清洁环保等优点,因此太阳能的利用越来越受到人们的广泛重视,成为理想的替代能源。文中阐述的功率为200W太阳能光伏并网逆变器,将太阳能电池板产生的直流电直接转换为220V/50Hz的工频正弦交流电输出至电网。 2 系统工作原理及其控制方案 2.1 光伏并网逆变器电路原理

太阳能光伏并网逆变器的主电路原理图如图1所示。在本系统中,太阳能电池板输出的额定电压为62V的直流电,通过DC/DC 变换器被转换为400V直流电,接着经过DC/AC逆变后就得到220V/50Hz的交流电。系统保证并网逆变器输出的220V/50Hz正弦电流与电网的相电压同步。 图1 电路原理框图 2.2 系统控制方案 图2为光伏并网逆变器的主电路拓扑图,此系统由前级的DC/DC 变换器和后级的DC/AC逆变器组成。DC/DC变换器的逆变电路可选择的型式有半桥式、全桥式、推挽式。考虑到输入电压较低,如采用半桥式则开关管电流变大,而采用全桥式则控制复杂、开关管功耗增大,因此这里采用推挽式电路。DC/DC变换器由推挽逆变电路、高频变压器、整流电路和滤波电感构成,它将太阳能电池板输出的62V的直流电压转换成400V的直流电压。

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