【正文】 的逆變技術已經成熟。 the technology of inverter。自從實用性的硅太陽能電池問世以來，世界上很快就開始太陽能光伏發(fā)電的應用。自從 1954 年第一塊實用光伏電池問世以來，太陽光伏發(fā)電取得了長足的進步。光伏電池的早期應用主要局限于科學研究及軍事，航空等特殊領域。太陽光照在半導體pn結上，形成新的空穴電子對，在pn結電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。太陽能電池組件的轉換效率，單晶硅太陽能電池為12%15%，多晶硅太陽能電池為10%13%，非晶硅太陽能電池和化合物半導體太陽能電池是6%9%，由于實驗的限制，我們大多采用第三者。在電路中各太陽能電池組件串通過防止逆流元件相互并聯(lián)連接。美國于1973 年首先制定了政府光伏發(fā)電發(fā)展計劃，明確了近、中、遠期的發(fā)展戰(zhàn)略目標；日本于1974 年開始執(zhí)行“陽光計劃”，投資5 億美元，迅速發(fā)展成為世界太陽能電池的生產大國。充分開發(fā)利用包括太陽能在內的可再生能源、實現(xiàn)能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。在這些地方發(fā)展并網發(fā)電計劃，對于緩解當?shù)氐哪茉簇毞η闆r，提高當?shù)厝藗兩钏接兄鴺O其重要的意義。盡管我國研制太陽能電池始于1958年，中國的光伏技術經過了50年的努力，已經具有一定的水平和基礎，但是與世界先進國家相比仍有不小的差距。因此，研究具有電能質量調節(jié)功能的光伏并網系統(tǒng)有重要意義，其研究主要放在并網逆變器的控制方法上，相同的拓撲電路，采用不同的控制方法能夠產生不同的控制效果。獨立型：沒有與電力公司的配電線并網的系統(tǒng)成為獨立型系統(tǒng)。太陽能電池逆變器交流負載充電控制器直流負載蓄電池圖12獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng) 并網型：并網型系統(tǒng)分為逆潮流系統(tǒng)和非逆潮流系統(tǒng)兩種。當電網斷電也沒有太陽光照時，蓄電池等部件提供一定時間的能量供給，而在電網正?；蛴泄庹漳芰枯斎霑r，可對蓄電池補充能量。通常將DC－AC變換電路、控制電路、驅動及保護電路組成的DC－AC逆變電源稱為逆變器（Inverter）。因此，半橋電路常常用于幾千瓦以下的小功率逆變電源。 由于電流型不太常用，因此對其不作詳細的討論。因此，在大容量、高壓PVS 中，一般使用絕緣柵晶體管（IGBT）作為功率器件；在100kVA 以上特大容量的PVS 中，一般采用門極可關斷晶閘管（GTO）作為功率器件。逆變電源中常用的控制電路主要是為驅動電路提供要求的邏輯和波形，如PWM，SPWM控制信號等。 實際電路中的中間電壓VDC、網壓、并網電流和太陽能電池的電壓電流信號采樣后送至控制板上。我們先來分析一下下面的電路如下圖31電壓型的逆變電路有以下要特點：，或并聯(lián)有大電容，相當于電壓源。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各手臂都并聯(lián)上反饋二極管。uo波形同圖56b。圖31電壓型單相全橋逆變電路 基波幅值 Uo1m=4Ud/= 311 基波有效值 Uo1== 312uo為正負各180186。交流側電感Ls包括外接電抗器的電感和交流電源內部電感，是電路正常工作所必須的。正偏，180186。q，uo成為正負各為q 的脈沖，改變q 即可調節(jié)輸出電壓有效值。這時，上下兩橋臂的柵極信號不再是各為108度正偏、180度反偏并且互補，而是正偏的寬度為x,反偏的寬度為306度x，二者相位差為180度。由于Ls的濾波作用，諧波電壓只使is產生很小的脈動?；騣s與us相位差為所需角度。 C=*（一定量的無功功率的電容公式）　　　　　　　　　　321LCU oUo1圖33 簡單的濾波電路并網運行模式的濾波結構都是一個振蕩環(huán)節(jié)，這將會影響其相應的系統(tǒng)閉環(huán)控制設計，故在作閉環(huán)系統(tǒng)設計之前，必須在其濾波結構中加入抑止環(huán)節(jié)來減小其諧振尖峰的影響。它的優(yōu)點是結構簡單，各種保護功能均可在較低電壓下實現(xiàn)。我們往后對其將不作深入的討論和研究。脈沖寬度調制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應載荷的變化來調制晶體管柵極或基極的偏置，來實現(xiàn)開關穩(wěn)壓電源輸出晶 體管或晶體管導通時間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術。正因為如此，本論文用較大的章節(jié)來探討PWM型逆變電路。缺點：繁瑣，當輸出正弦波的頻率、幅值或相位變化時，結果都要變化調制法輸出波形作調制信號，進行調制得到期望的PWM波；通常采用等腰三角波或鋸齒波作為載波；等腰三角波應用最多，其任一點水平寬度和高度成線性關系且左右對稱；與任一平緩變化的調制信號波相交，在交點控制器件通斷，就得寬度正比于信號波幅值的脈沖，符合PWM的要求。uo負半周，讓V2保持通，V1保持斷，V3和V4交替通斷，uo可得Ud和零兩種電平。2．雙極性PWM控制方式在ur半個周期內，三角波載波有正有負，所得PWM波也有正有負。單相橋式電路既可采取單極性調制，也可采用雙極性調制。用軟件方法產生SPWM波的原理與傳統(tǒng)的硬件方法不同，主要通過通用定時器的周期寄存器和相關比較寄存器的匹配來實現(xiàn)的。系統(tǒng)運行過程，由于硬件出錯，操作失誤，噪聲干擾等因素，會產生許多非正常激勵，造成軟件故障。模擬信號都必須經過A/D轉換后才能為STC89C51接受，干擾作用于模擬信號后，使A/D轉換結果偏離真實值。下圖44瞬時值采樣電路，考慮到單片機采樣不到負值瞬時電壓，于是把信號電壓抬高，從而確定單片機采樣到的電壓信號在0——5V之間。這些器件有三個輸入端和一個3態(tài)輸出端片選CS、輸入/輸出時鐘（I/O CLOCK） 、 地址輸入（ADDRESS） 和數(shù)據(jù)輸出DATA OUT，這樣就和主處理器的串行口有一個直接的4線接口。在轉換結束時，“轉換結束”（ EOC ）輸出端變高以指示轉換的完成。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。圖45芯片TLC154連接圖圖46 89S51連接圖 ＴLC5615的信號控制圖47芯片TLC5615與電容的連接電路圖調制信號經過芯片TLC1543與89S51，作為一個信號的任務完成了，這輪到芯片來控制輸出信號p10，p12，p15，p16。同樣SINLUT2也會經過相同的電路輸出PWM2的信號，如圖48。圖48正弦輸出信號處理電路圖圖49驅動電路圖中C97，D63分別為自舉電容和二極管，C23為VCC的濾波電容。當HIN為低電平時，VM2開通，VM1斷開，V1柵電荷經Rg1，VM2迅速釋放，T1關斷。由于逆變全橋電路共有四個功率開關器件，所以需要兩片IR2110驅動芯片[1]。圖中輸入端AB是圖49驅動電路的輸出控制信號AB，同理CD也是另一個啟動電路所輸出的控制信號。這樣模擬電網電壓的正弦參考信號Uref和反饋修正信號通過單片機和芯片來控制逆變電路的輸出信號。（3）使并網系統(tǒng)獲得了一定的阻尼特性，從而有利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。本文結合處理器STC89C51特性設計了程序實現(xiàn)并網控制。數(shù)據(jù)存儲器(RAM)：并行輸入輸出(I/O)口：8051共有4組8位I/O口(P0、 PP2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。，主要處理實時性要求較低的功能，主要包括系統(tǒng)時鐘初始化，ADC初始化，外設模塊初始化，啟停機判斷，數(shù)據(jù)采集，故障檢測與保護功能以及等待中斷等。設定定時器為連續(xù)增/減計數(shù)模式，當定時器的計數(shù)值與比較寄存器中的值相等時發(fā)生比較匹配時，相應引腳的輸出電平發(fā)生翻轉，從而得到寬度不等的PWM波。每個PWM發(fā)生器模塊包含一個定時器，兩個比較器，一個PWM信號發(fā)生器，一個死區(qū)發(fā)生器，和一個中斷ADC觸發(fā)選擇器。流程圖如下清中斷標志查表改變PWM占空比n++,n=360?清零Sin數(shù)組下標同步輸出PWM中斷恢復否是中斷結束中斷開始圖52生成SPWM波形的流程圖逆變器輸出電流周期的調整是通過調整產生SPWM的三角載波周期而實現(xiàn)。相位調整的過程是：在電網電壓過零時，根據(jù)正弦數(shù)組指針所處正弦表中的位置來求取并網電流和電網電壓之間的相位差。我本人認為日本在光伏發(fā)電利用再生資源的方面做得很好，在當初找資料的時候發(fā)現(xiàn)在日本并網型PV系統(tǒng)中分逆潮流系統(tǒng)和非逆潮流系統(tǒng)兩種。然而，當我查詢逆潮流系統(tǒng)在國內的發(fā)展狀況時，發(fā)現(xiàn)國內的太陽能技術才剛開始不久，并沒有廣泛使用逆潮流系統(tǒng)，而對于PV逆潮流系統(tǒng)送入電網的電是必須嚴格調控的，所以逆潮流的電路結構及程序都有比較大的提升，由于本人能力有限，因此本論文只好放棄對逆潮流系統(tǒng)的進一步研究。，因此并沒有探討到使用太陽能電池實際電路及電路的最大功率跟蹤，以致缺失一部分重要的研究素材，將來有機會一定要探討這個問題。參考文獻[1] 沈輝，[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005[2] [J].華中電力，2008，21(5):5962.[3] [M].西安：西安電子科技大學出版社，2007[4] [M].北京：中國林業(yè)出版社，2006[5] 劉宏，吳達成，楊志剛，[M].北京：化學工業(yè)出版式社，.[6] Hua C,Lin J G,Shen C of a DSP controlled photovoltaic system with peak power tracking [J]. IEEE Transactons on In dustrialElectonics,1998[7] [D].合肥工業(yè)大學博士學位論文，2005[8] ：機械工業(yè)出版社，2000[9] ，[日].北京:科學出版社,2004[10] :電子工業(yè)出版社,[11] 羅運俊,何鋅年,:[12] :[13] 99 SE :[14] 劉樹棠,附 錄SPWM波程序：//TIME0 定時器0正弦波發(fā)生 //include //include　　//DA程序頭文件