并网光伏发电系统设计与仿真
并网光伏发电系统设计分析与仿真
1、 绪论
在能源形势日益严峻和环境污染问题日益严重的今天，开发利用绿色可再生能源以实现可持续发展是人类必须采取的措施，分布式发电成为世界各国争相发展的热点，其中太阳能无疑是符合可持续发展战略的理想的绿色能源。随着太阳能电池研究进程的加快和转换效率的不断提升，光伏发电成本呈现出快速下降趋势，社会普遍认同光伏发电作为可再生能源的作用与应用前景，开展光伏发电（Photovoltaic（PV））的应用推广也更具有现实意义。同时光伏发电正在由边远农牧区和特殊场合应用向并网发电规模化方向发展，由补充能源向替代能源方向过渡。光伏并网发电已经成为太阳能光伏利用的主要方式之一。开展并网光伏发电的研究，对于缓解能源和环境问题，研究高性能光伏发电系统，合理正确利用太阳能光伏发电，不仅具有理论意义同样也具有重大的现实意义。
光伏发电作为分布式发电的一种，其工作特点是利用并网逆变器将太阳能电池组件产生的直流电转换成符合电网要求的交流电并入公共电网，光伏系统产生的电能除供给交流负载外，将剩余电能反馈给电网。可任意组合光伏系统的容量，分散使用最佳，可作为大电厂、大电网集中式供能的重要补充，也是新一代能源体系的重要组成部分。
2、 光伏系统介绍及阵列输出特性分析
光伏发电系统通常由光伏阵列、能量优化控制器、储能组件及逆变器等部分组成。光伏发电系统一般分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统两大类。独立光伏发电系统是指供用户单独使用的光伏发电系统，如在边远地区使用的家用光伏电源等。并网光伏发电系统是指与电网系统相连的光伏发电系统。
2.1独立光伏发电系统
不与电网相连的光伏发电系统称为独立光伏发电系统，如图2-1所示。由于独立光伏发电系统中太阳能是唯一的能量来源，为了保证系统的正常工作，系统中必定存在一个储能环节来储存和调节整个系统的能量。
光 伏阵 列控制器蓄电池逆变器配电开关配电开关直流负载交流负载 图2-1 独立光伏发电系统
基于TMS320F2812的光伏发电逆变系统
摘要：整个光伏发电逆变系统确定采用全桥作为逆变器的拓扑结构；给出基于双闭环控制的系统传递函数，通过比较选择单极性混合正弦脉宽调制作为逆变器的调制方式；并在SABER软件下验证了整体设计方案的可行性。整个系统的硬件部分包括主电路、驱动电路、采样调理电路和保护电路，以及数字控制系统的硬件电路。基于TMS320F2812平台的逆变器软件设计则包括双闭环控制策略的数字PI实现以及SPWM的数字生成和ADC的软件校正等。最后的作品测试结果表明，逆变器的输出功率、系统效率、波形THD、负载调整率等各项指标均满足要求，系统具有优异的稳态性能和动态性能。
关键词：逆变器，DSP，闭环控制策略，SPWM
1 引言
该设计装置模拟光伏并网发电，主要由主电路、控制电路、采样调理电路、驱动保护电路、辅助电源等部分组成。逆变器控制采用混合脉宽调制（HPWM）方式，很好地降低了开关损耗。1系统的数字处理模块采用了具有高处理速度、低功耗的芯片TMS320F2812。采用PI控制策略进行逆变系统的控制，参数设置简单，易整定。系统能够实现最大功率点的跟踪，具有欠压保护、过流保护以及相位跟踪等功能，并在过流、欠压故障排除后能自动恢复正常状态。
DC-ACUdIdio1uouREF+-RLuFuo1滤波器控制电路n1n2n3USRS+-Tio
图2.1并网发电模拟装置框图
2 系统指标
并网发电模拟装置框图如图2.1所示
1）基本要求
（1）具有最大功率点跟踪（MPPT）功能：RS和RL在给定范围内变化时，使dS12UU，相对偏差的绝对值不大于1%。
（2）具有频率跟踪功能：当fREF在给定范围内变化时，使uF的频率fF=fREF，相对偏差绝对值不大于1%。
（3）当RS=RL=30Ω时，DC-AC变换器的效率≥60%。
（4）当RS=RL=30Ω时，输出电压uo的失真度THD≤5%。
2011-2012德州仪器C2000及MCU创新设计大赛
项目报告
题 目： 基于MSP430单片机的智能风力检测与发电控制系统
学校： 哈尔滨工程大学
组别： 本科组
应用类别： 控制系统类
平台： MSP430F1611
题 目： 基于MSP430单片机的智能风力检测与发电控制系统
摘要（中英文）
当前的不可再生资源有限，因此对清洁安全的绿色新能源开发已迫在眉睫，风力发电有造价低廉，不分昼夜的优势，得到了广泛的运用。但目前大部分风力发电靠自然风力推动尾翼或人工控制风轮至最大风向，效率低、效果差。鉴于此需求，实现了一套智能风力发电自动控制系统。
With the development of society and the decrease of the irreproducible
resources，It is necessary to exploit new, clean and green resources. Wind power
generation has the advantages of low cost and timelessness, and has been used
generally. Whereas in many wind power generation situations, wind wheel is
2018.03/05设计与研发
490 引言
随着新能源发电并网规模不断增大，新能源并网对电网的
影响越来越显著 [1-3]，利用模拟新能源并网逆变器装置研究新能
源并网对电网的影响是一种贴近实际、方法科学、数据准确的研
究方法，得到了广泛的应用[4-5]。模拟光伏并网逆变器装置是模
拟新能源并网逆变器装置中的一种，为研究光伏并网控制策略、
MPPT技术等方面内容提供了可靠的实验数据。采样电路是模拟
光伏并网逆变器装置系统的关键部分，其精度和可靠性直接影响
整套模拟装置的性能。目前，采样电路普遍存在测量误差大、抗干
扰能力和动态性能差等方面的问题。
目前对被控制量进行实时监测以便达到主电路的输出稳定，
输出最高效率化及对采集电路的精确度、抗扰能力都有很高的要
求。现在随着当代数据采集的广泛，对数据的采集的及时性、精确
性要求不断升高，但现在的采集电路及其简单，采集的速度慢，操
作繁琐。器件、及控制器的选择及其对采集回来的数据的处理速
度至关重要。因此该系统采用低功耗、高效率的STM32作为核心
控制板，并采用一种逐次逼近模拟数字转换器-ADC采样和精度
较高的霍尔电压电流传感器。将采集的数据通过STM32进行快速
处理，以便能及时对主电路输出功率更有效的调节。本论文对三相逆变输出端的电气量采集的硬件和工作原理
以及主要器材的选型进行了详细的介绍，并以输出标准电压为
24V进行测试，测试结果的误差在2%左右，使采样的精准得到大
幅度提升。
1 系统组成
1.1 系统结构
本系统由STM32作为核心控制器，由直流辅助电源、逆变Ｈ桥主电路、驱动电路、滤波电路电气量采集电路组成。系统结构框
图见图1所示。
图1 系统结构图
图1中的电气量采集电路在系统中的作用是对三相交流电100W模拟光伏并网逆变器装置采样电路设计
李冬，刘白杨，唐杰，宋易，盛立春，张开炬
（邵阳学院，湖南邵阳，422000）
摘要：针对100W模拟光伏并网逆变器装置采样电路存在测量误差大、抗干扰能力和动态性能差等方面的问题，提出了采用基
