工频隔离的光伏并网逆变器的研制

利用LLC谐振电路隔离的光伏并网逆变器设计
本文提出了一种利用LLC谐振电路进行隔离的高频光伏并网逆变器设计方案，将隔离型和非隔离型光伏并网逆变器的优点结合到一起，既减轻了重量、缩小了体积、降低了成本，又提高了电能质量和安全性。

而且由于使用LLC谐振电路能够实现DC-DC级功率器件的软开关，可以大大降低功率器
件的开关损耗，因此能显着提高整个系统的转换效率和器件的使用寿命。

 1 光伏并网逆变器结构及基本原理
 1.1 系统设计结构
 采用LLC隔离的光伏并网逆变器结构如图1所示，它包括DC-DC 直流升压级和DC-AC 逆变级两级结构，前级负责对太阳能电池阵列传送过来的直流电进行升压和最大功率跟踪，后级负责对前级传送过来的直流电进行逆变，最后经过滤波电路后进行并网。

 1.2 工作原理
 光伏并网逆变器通过使功率器件有规律的开通、关断来控制电能的传输，功率器件的开通关断采用脉冲宽度调制(PWM)方式来控制。

太阳能电池产生的直流电首先送给DC-DC 电路，DC-DC 级执行最大功率点跟踪(MPPT)算法，使太阳能电池始终工作在最大功率点。

 经过最大功率点跟踪控制后DC-DC电路将太阳能电池的电能进行升压变
成适合DC-AC 级的直流电，然后送到DC-AC级将直流电变换成交流电。

控制器对采样电路采取的电网电压或电流相位进行跟踪计算，然后通过调节
DC-DC级功率器件开关使逆变器的输出电流与电网电压同频同相，最后通过输出滤波电路或隔离变压器将电能输送到电网。

本文DC-DC级输入200~300。

100kW光伏并网逆变器设计方案目录1. 百千瓦级光伏并网特点 (2)2 光伏并网逆变器原理 (3)3 光伏并网逆变器硬件设计 (3)3.1主电路 (6)3.2 主电路参数 (7)3.2.1 变压器设计............................................................................. 错误!未定义书签。

3.2.3 电抗器设计 (7)3.3 硬件框图 (10)3.3.1 DSP控制单元 (11)3.3.2 光纤驱动单元 (11)3.3.2键盘及液晶显示单元 (13)3 光伏并网逆变器软件 (13)1. 百千瓦级光伏并网特点2010年全球太阳能光伏发电系统装机容量将达到10000MWp（我国将达到400MWp），2010年以后还将呈进一步加速发展趋势。

百千瓦级大型光伏发电并网用逆变控制功率调节设备，成本低，效率高，容量大，被国内外光伏界公认为是适合大功率光伏发电并网用的最具技术含量、最有发展前景的新一代主流产品，直接影响到未来光伏发电的走向。

百千瓦级大功率光伏并网逆变电源其应用对象主要为大型光伏并网电站，从原理上讲，其并网控制技术与中小功率光伏并网系统的控制技术基本相同，但由于装置容量较大，在技术指标的实现达标和功能设计方面却有较大区别。

在技术指标上，主要会影响：1.并网电流畸变率在系统的额定容量达到一定数量级时，一些存在的技术问题将会逐步暴露并影响到系统的性能指标，其最重要的一点就是并网电流波形畸变率的控制和电流滤波方式。

该系统中的主变压器一般选择为三相Δ/Y型式，且容量较大，此时变压器的非线性和励磁电流对并网电流波形的影响不容忽视，否则会引起并网电流波形的明显畸变和三相电流不平衡。

2.电磁噪声由于是三相桥式逆变结构，受IGBT功率模块的开关频率限制及考虑系统的效率指标，系统的电流脉动要远高于中小功率系统，对电流的滤波和噪声控制需要特别注意，此时对系统的滤波电路设计和并网电流PWM控制方式的研究至关重要。

《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着全球能源结构的转变，可再生能源的利用越来越受到重视。

其中，光伏发电以其清洁、可再生的特点，成为了重要的能源来源。

然而，光伏发电的输出功率受到环境因素如光照、温度等的影响，具有很大的波动性。

因此，设计一种基于光伏发电预测的并网逆变器，以提高光伏发电系统的稳定性和效率，成为了研究的热点。

本文旨在介绍一种基于光伏发电预测的并网逆变器的设计与实现。

二、系统设计1. 整体架构设计本系统主要由光伏电池板、数据采集模块、预测模块、并网逆变器模块和控制系统组成。

其中，数据采集模块负责实时采集光伏电池板的输出功率和环境数据；预测模块基于采集的数据进行光伏发电功率预测；并网逆变器模块将直流电转换为交流电并入电网；控制系统则负责整个系统的协调和控制。

2. 预测模块设计预测模块是本系统的核心部分，它基于历史数据和实时环境数据，采用机器学习算法进行光伏发电功率预测。

具体而言，我们采用了长短期记忆网络（LSTM）模型，该模型能够捕捉时间序列数据中的长期依赖关系，适用于光伏发电功率预测。

三、硬件设计1. 数据采集模块数据采集模块采用传感器和微控制器实现。

传感器负责采集光伏电池板的输出功率和环境数据（如光照、温度等），微控制器则负责将传感器数据传输至预测模块。

2. 并网逆变器模块并网逆变器模块采用高性能的电力电子器件和控制芯片实现。

它能够将光伏电池板产生的直流电转换为交流电，并入电网。

同时，它还能够根据预测模块的预测结果，调整输出功率，以实现最大化的能源利用。

四、软件实现1. 预测算法实现预测算法采用Python语言实现，利用深度学习框架（如TensorFlow）构建LSTM模型。

模型训练采用历史数据和实时环境数据，通过不断优化模型参数，提高预测精度。

2. 控制系统实现控制系统采用嵌入式系统实现，通过与预测模块、并网逆变器模块的通信，实现整个系统的协调和控制。

具体而言，控制系统根据预测模块的预测结果，调整并网逆变器模块的输出功率，以实现最大化的能源利用。

第一章绪论1 绪论1.1 论文研究背景及意义太阳能光伏发电技术己历经了半个多世纪的发展。

目前全世界太阳能电池组件的年产量已达2000MWp以上，2005年投入应用的太阳能光电系统的累计容量已超过2200MWp，太阳能已成为全球发展最快的能源【1】。

预计到2010年，全世界太阳能电池组件年产量将高达 3.2GWp。

太阳能光伏发电系统正迈向大规模的商业应用。

一方面，兆级光伏电站不断出现，最大的已达到6.5MWp，正在建造的最大规模为64MWp。

另一方面，近年来许多国家的政府都非常重视发展太阳能屋顶光伏发电系统【2】。

1990年德国率先提出并实施“一千屋顶计划”，在居民住宅屋顶上安装容量为太阳能并网发电系统。

由于采取了一些优惠政策，项目结束时共安装1～5KW的屋顶太阳能并网发电系统2056套。

1999年1月进一步提出了“十万屋顶计划”，到2000年安装太阳能发电系统容量超过40MW【3】。

现在德国的太阳能发电市场已从探索阶段发展成为繁荣的专业市场。

日本从20世纪70年代开始连续制订和实施了几个太阳能发电发展5年计划，到1996年底己安装2700套并网户用太阳能发电系统，每套容量平均为3MW。

同时，日本政府又提出“30年计划”，预计到2030年光伏发电总容量达100GWp。

目前日本的光伏组件产量己超过美国居世界第一位。

意大利1998年实施“全国太阳能屋顶计划”，总容量为50MWp。

在这类系统中，规模最大的是1997年6月美国总统克林顿在联合国环境发展会议上宣布的“百万太阳能屋顶计划”，到2010年将安装101.4万套光电系统，总安装容量高达3025MWp。

欧盟在1997年11月26日发表了名为《能源的未来:再生能源》的欧盟战略与行动白皮书提出，到2010年在欧盟范围内要安装100万套太阳能发电系统，其中50万套为屋顶太阳能并网发电系统，需要光伏组件l000MW，另外50万套是为乡村供电的独立太阳能发电系统。

半导体器件应用网/news/201535.html 光伏并网逆变器的设计【大比特导读】基于光伏并网逆变器的基本原理和控制策略，设计了并网型逆变器的结构，其采用了内置高频变压器的前后两级结构，即前级DC/DC高频升压，后级DC/AC工频逆变。

该设计模式具有电路简单、性能稳定、转换效率高等优点。

基于光伏并网逆变器的基本原理和控制策略，设计了并网型逆变器的结构，其采用了内置高频变压器的前后两级结构，即前级DC/DC高频升压，后级DC/AC工频逆变。

该设计模式具有电路简单、性能稳定、转换效率高等优点。

在能源日益紧张的今天，光伏发电技术越来越受到重视。

太阳能电池和风力发电机产生的直流电需要经过逆变器逆变并达到规定要求才能并网，因此逆变器的设计关乎到光伏系统是否合理、高效、经济的运行。

1光伏逆变器的原理结构光伏并网逆变器的结构如图1所示，主要由前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器构成。

其基本原理是通过高频变换技术将低压直流电变成高压直流电，然后通过工频逆变电路得到220V交流电。

这种结构具有电路简单、逆变电源空载损耗很小、输出功率大、逆变效率高、稳定性好、失真度小等优点。

图1光伏逆变器结构图逆变器主电路如图2所示。

DC/DC模块的控制使用SG3525芯片。

SG3525是双端输出式SPWM脉宽调制芯片，产生占空比可变的PWM波形用于驱动晶闸管的门极来控制晶闸管通断，从而达到控制输出波形的目的。

作为并网逆变器的关键模块，DC/AC模块具有更高的控制要求，本设计采用TI公司的TMS320F240作为主控芯片，用于采集电网同步信号、交流输入电压信号、调节IGBT门极驱动电路脉冲频率，通过基于DSP芯片的软件锁相环控制技术，完成对并网电流的频率、相位控制，使输出电压满足与电网电压的同频、同相关系。

滤波采用二阶带通滤波器，是有源滤波器的一种，用于传输有用频段的信号，抑制或衰减无用频段的信号。

其可以有效地滤除逆变后产生的高频干扰波形，使逆变后的电压波形达到并网的要求。

10kW光伏并网逆变器的研制随着太阳能光伏发电技术的不断发展和应用，光伏逆变器作为太阳能发电系统的核心设备，起着将直流电能转换为交流电能的重要作用。

为了满足日益增长的电力需求和提高太阳能发电的效率，研制一款高性能的10kW光伏并网逆变器显得尤为重要。

首先，研制一款10kW光伏并网逆变器需要考虑到其高效率的转换电路设计。

通过采用先进的电力电子器件和高效的功率传递技术，实现光伏电池组件输出直流电能到电网的高效转换，最大程度地提高能量利用率。

此外，合理设计电路拓扑结构，减少电路中的功率损耗，提高整体效率。

其次，稳定可靠的控制策略也是研制10kW光伏并网逆变器的关键。

通过采用先进的控制算法和电路保护措施，确保逆变器在不同工作条件下的稳定运行。

同时，加入MPPT（最大功率点跟踪）技术，实时调整光伏电池组件的工作状态，使其始终工作在最佳发电状态，提高整个系统的发电效率。

另外，为了适应不同的应用场景，10kW光伏并网逆变器还需要具备良好的适应性和可扩展性。

通过设计合理的接口和通信协议，实现与电网的良好交互，逆变器能够自动感知电网状态，并根据需求进行响应，确保电网的稳定运行。

此外，为了方便系统的扩展，逆变器还应具备良好的模块化设计，方便根据需求进行增加或减少功率容量。

最后，研制一款10kW光伏并网逆变器还需要考虑到其成本和可靠性。

通过合理的设计和选择合适的元器件，降低成本的同时保证产品的可靠性和性能。

同时，进行严格的质量控制和测试，确保产品在长期运行中的稳定性和可靠性。

综上所述，研制一款高性能的10kW光伏并网逆变器需要考虑到高效率的转换电路设计、稳定可靠的控制策略、良好的适应性和可扩展性，以及成本和可靠性的平衡。

只有通过持续不断的研发和创新，才能推动光伏逆变器技术的进步，进一步推动太阳能光伏发电的发展。

工频隔离型并网逆变器工作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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高频隔离型光伏并网逆变器拓扑及其控制策略
高频隔离型光伏并网逆变器是为了解决当前光伏发电系统并网技术中存在的安全性和可靠性问题，采用的一种新的上网策略。

此技术的优势在于其结构简单，功耗小、可靠稳定，在有效抑制电网电磁干扰及抗外界干扰能力较强等方面具有显著优势。

高频隔离型光伏并网逆变器结构主要由一个桥式电流升压型MOSFET变换器（BCC），一个典型的高频隔离变压器（LTI）和两个微处理器（MCU）组成。

BCC采用MOSFET输出，BCC双向共模谐振可实现光伏电池阵列的升压调节，主要负责光伏电池的充电及放电，也是提供光伏发电系统的主要输出；LTI是将BCC高频隔离，将BCC采样的焊连电压到逆变输出母线；MCU1负责控制和监测BCC的输入端电压及输出端电流，给BCC下发MPPT控制信号；MCU2负责故障检测、受控开关控制以及状态监控。

高频隔离型光伏并网逆变器控制策略主要有双微处理器（MCU）信号跟踪及双环控制策略。

在双微处理器（MCU）信号跟踪策略中，MCU1通过计算取样和控制高频MOSFET变换器（BCC）输出电势，完成MPPT控制，同时MCU2负责检测系统状态输出信号，以便提供给电网负载一定的电力；另一种策略是双环控制策略，该策略是把系统建模为两个反馈环节，即控制BCC输出电压及电网电流闭环，同时使用外部状态反馈，以提供变化的状态信息，调整整个系统输出功率，从而改善系统性能。