【正文】 從逆變系統(tǒng)的主電路拓撲、控制策略、系統(tǒng)參數(shù)選擇、最大功率點跟蹤等幾個方面做了詳細的分析。再次，通過分析各種常用的最大功率點跟蹤的方法，提出了一種基于本文中控制器的增量電導(dǎo)法。 Maximumpower point tracking 。全國各地太陽輻射總量達33408400兆焦/(米2尤其是青藏高原地區(qū)最大，這里平均海拔高度在4000米以上，大氣層薄而清潔，透明度好，緯度低，日照時間長。全國以四川和貴州兩省的太陽年輻射總量為最小，其中尤以四川盆地為最，那里雨多、霧多，晴天較少。35186。40176。從此光伏電池技術(shù)及其應(yīng)用得到了日新月異的發(fā)展。從世界范圍來講，光伏發(fā)電己經(jīng)完成了初期開發(fā)和模應(yīng)用發(fā)展，其應(yīng)用范圍幾乎遍及所有的用電領(lǐng)域。1958年開始對光伏電池的生產(chǎn)和應(yīng)用進行研究，1971年成功將其應(yīng)用到東方紅二號衛(wèi)星上。 隨著國民經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展、綜合國力的不斷提高和科技的進步，特別是“西部開發(fā)”戰(zhàn)略的實施，利用西部地區(qū)豐富的太陽能、風(fēng)能資源解決幾千萬人口的用電問題這一偉大構(gòu)想己經(jīng)逐步成為現(xiàn)實。同時獨立光伏電站還可為小型農(nóng)場、畜牧養(yǎng)殖中心提供電源，有利十提高當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)牧業(yè)機械化、自動化水平。 畢業(yè)設(shè)計要求：結(jié)合在大學(xué)四年所學(xué)所知的電氣知識，設(shè)計一個容量為2kw的光伏發(fā)電系統(tǒng)，并著重的對系統(tǒng)的容量、主電路圖的設(shè)計、設(shè)備器件的選型、工作參數(shù)、逆變及其控制策略、最大功率跟蹤與仿真的實現(xiàn)。而采用全橋式則控制復(fù)雜，開關(guān)管功耗增大，因此這里采用結(jié)構(gòu)簡單，控制方便的Boost升壓電路，它根據(jù)負載電壓的大小使在不同天氣條件下的輸入電壓達到一個合適的水平，同時在低壓情況下實行最大功率點的跟蹤，增大光伏系統(tǒng)的經(jīng)濟性能?？刂齐娐返暮诵男酒荰I公司的TMS320F2812。作為關(guān)鍵部件的太陽電池使用壽命長，晶體硅太陽電池壽命可達到25年以上（現(xiàn)市場上出現(xiàn)更高可靠性的電池，壽命可達30年等）；根據(jù)需要很容易擴大發(fā)電規(guī)模。電流型的特征就是直流則采用電感進行直流儲能，從而使直流側(cè)呈現(xiàn)高阻抗的電流源特性。光伏系統(tǒng)容量設(shè)計的主要目的就是要計算出系統(tǒng)在全年內(nèi)能夠可靠工作所需的太陽電池組件和蓄電池的數(shù)量。該市位于河南省中南部，東經(jīng)120176。全市年平均總?cè)照諘r數(shù)為1868～2378小時。由太陽電池組件按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成，再配上適當(dāng)?shù)闹Ъ芗敖泳€盒組成；它是太陽能光伏系統(tǒng)的核心部件。有時為了防止鳥類的排泄物沾污方陣表面而引起“熱斑效應(yīng)”，還要在太陽電池方陣頂端安裝驅(qū)鳥裝置。（2）選定每天日照時數(shù)TH。（5）太陽能電池溫度補償電壓VT。（9）；一般陣列為4877塊，其總能量為50—80V。C，則最大功率減少 %。蓄電池組是太陽電池方陣的貯能裝置，其作用是將方陣在有日照時發(fā)出的多余電能貯存起來，在晚間或陰雨天供負載使用。電池容量時，只要蓄電池容量大于太陽能發(fā)電板峰值電流的25倍，則蓄電池在充電時就不會造成失水。它是整流器的逆向變換功能器件。由于目前太陽電池的價格偏高，為了最大限度地利用太陽電池，提高系統(tǒng)效率，必須設(shè)法提高逆變電源的效率。（4）在中、大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變電源的輸出應(yīng)為失真度較小的正弦波。（2）按逆變器相數(shù)，可分為單相逆變器、三相逆變器和多相逆變器。優(yōu)點是：線路簡單，價格便宜，維護方便。階梯波逆變器輸出波形比方波有明顯改善，高次諧波含量減少，性能、價格介于兩者之間。 本文選用工頻、全橋逆變電路。有源逆變用于并網(wǎng)光伏發(fā)電，同樣通過PWM的方式產(chǎn)生交流調(diào)制正弦電源，并使輸出正弦波的電壓幅值、頻率及相位等變量與公共電網(wǎng)一致。系統(tǒng)通常是兩級功率結(jié)構(gòu):直流變換環(huán)節(jié)、逆變環(huán)節(jié)構(gòu)成。根據(jù)DCAC逆變器的分類可知其，按輸入側(cè)直流儲能元件類型可進一步劃分為電壓型逆變器和電流型逆變器；按拓撲結(jié)構(gòu)又可分為單相半橋逆變器和單相全橋逆變器、三相橋式逆變器等。對于電阻電感型負載，為了提高逆變器輸出功率因數(shù)，常加補償電容，組成RLC諧振負載，當(dāng)逆變器的開關(guān)頻率和諧振負載頻率一致時，諧振負載等效為電阻R，而負載R上的電壓和電流都是正弦波，相位差為零，這時逆變器輸出最大的有功功率。 （2）輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同。為了使系統(tǒng)穩(wěn)定、輸出功率強大、控制方便，即采用全橋電壓型逆變器電路。改變輸出交流電壓的有效值只能通過改變直流電壓Ud來實現(xiàn)。 逆變器的參數(shù)計算與器件選定濾波電感的設(shè)計在全橋逆變器中，輸出濾波電感是一個關(guān)鍵性的元件，負載系統(tǒng)要求在逆變器的輸出側(cè)實現(xiàn)功率因數(shù)接近為1，波形為正弦波，輸出電流與負載同頻50HZ。在實際設(shè)計過程中，由于電感的體積、成本等因素的影響，一般只需考慮電感的下限值，即取稍大于下限值即可。對于電阻性負載，其等效阻抗 就是負載電阻R；對于阻性負載，其阻抗為Z=R+jωL,可求出模和相位， ；對于感性負載，為了提高輸出功率因數(shù)，有時采用電容補償，組成RLC串聯(lián)諧振負載，其等效阻抗為，諧振時虛部為零，負載為等效電阻R。在IGBT的選擇中，需要注意以下幾個方面的問題：電壓容量:在IGBT開關(guān)過程中，C、E兩端電壓尖峰不能超過器件的最高耐壓值，否則，器件將被過壓擊穿而損壞。綜上，本系統(tǒng)最終采用了G30N60型的單管IGBT，其主要參數(shù)為:耐壓:600V，額定電流：30A。對輸出波形的控制要求快速，一般要求在一個開關(guān)周期內(nèi)實現(xiàn)對輸出電壓或電流的跟蹤，而對光伏陣列功率點控制的速度要求不是很快。（1）換流過程分為：電壓換流，電流換流。k、Sepic和Zeta）型變換器。理想直流變換應(yīng)具備的性能：（1）輸入輸出端的電壓均為平滑直流,無交流諧波分量。DCDC變換電路有很廣泛的應(yīng)用于直流電機的調(diào)速、直流焊機、電解電鍍、開關(guān)電源、功率因數(shù)的校正等場合。輸出電壓Uo= /(1－Dy)。將此電感反動勢與電源電壓串聯(lián)相加送至負載，則負載就可以獲得高于電源電壓的直流電壓。同樣Boost變換器有電感電流連續(xù)和斷流兩種工作方式。如下圖所示開關(guān)兩種狀態(tài)： （1）開關(guān)置于1時 （2）開關(guān)置于2時圖3—3 電感電流連續(xù)的兩種狀態(tài)圖在DCDC開關(guān)變換電路中，開關(guān)元件被周期性的接通和關(guān)斷，控制開關(guān)接通的時間和整個周期T的比例稱為開關(guān)接通占空比，即,它是開關(guān)變換電路中的一個重要參數(shù)。由上面分析可知，Boost電路應(yīng)工作在連續(xù)導(dǎo)電模式下，穩(wěn)態(tài)波形如下圖：圖3—4 Boost電路連續(xù)導(dǎo)電時的穩(wěn)態(tài)波形穩(wěn)態(tài)時電感上的電壓在一個周期內(nèi)對時間的積分必須為零(伏在實際應(yīng)用當(dāng)中，必須將這些諧波用濾波器將其清除。關(guān)于其性能和特點，不在贅述，選取同一型號IGBT。因此有必要設(shè)置輸入電容，使其與光伏陣列與逆變器之間的導(dǎo)線上的分布電感組成一個低通濾波，使各部分產(chǎn)生的干擾盡量不影響另一部分。 控制芯片TMS320F2812DSP簡介TMS320F2812DSP是美國TI公司推出的最先進、功能最強大的32位定點數(shù)字信號處理器，它既有數(shù)字信號處理能力，又具有強大的事件管理能力，為控制系統(tǒng)應(yīng)用提供了一個理想的解決方案。（9）可使用多達56個可編程且可復(fù)用的I/O端口；（10）外設(shè)中斷擴展模塊（PIE）：靈活的中斷響應(yīng)，支持45個外設(shè)中斷。故障保護邏輯的輸入信號包括：驅(qū)動單元送來的IGBT短路信號，由控制板上硬件比較器產(chǎn)生的直流輸入電壓的過壓信號、直流輸出電壓的過壓信號及直流輸出電流的過流信號。CPLD將許多邏輯及時序功能集于一身，大大簡化了TMS320F2812的外圍電路設(shè)計，其ISP功能提高了設(shè)計的靈活性，擴大了控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。IR2113內(nèi)部功能由三部分組成：邏輯輸入，電平平移，輸出保護。如下圖：圖4—3 IR4426驅(qū)動電路逆變器控制電路的主控芯片是TMS320F2812，該芯片具有處理性能更快、外設(shè)集成度更高、程序存儲器更大、數(shù)模轉(zhuǎn)換速度更快等特點。在DSP板上使用200Ω的采樣電阻，因此最終電流電壓比為5A/V。 PDPINT引腳PDPINT引腳用作快速保護，其反應(yīng)時間為10us以內(nèi)，可以很好的實現(xiàn)快速過流、過溫和故障保護。（2）Boost電路的MPPT控制。 （2）定時器TO中斷處理程序：這是系統(tǒng)軟件的核心，用于產(chǎn)生控制開關(guān)器件的固定頻率的PWM波。（6）電壓環(huán)處理子程序：完成電壓環(huán)的信號采集與PI調(diào)節(jié)的運算處理。在主循環(huán)程序運行中，如果CPU定時器周期到，會暫停當(dāng)前主循環(huán)運行的程序，響應(yīng)CPU定時器中斷子程序，在運行完定時器中斷子程序后，再回到主循環(huán)繼續(xù)運行下面的程序。以及系統(tǒng)故障檢測和處理；控制運行程序。因此利用全比較單元中具有可編程的死區(qū)控制器，它能夠在同一橋臂的開通與關(guān)斷時間插入一個死區(qū)時間，從而防止直通現(xiàn)象的發(fā)生。為了充分發(fā)揮光伏電池的效能，提高系統(tǒng)的整體效率，對光伏電池的輸出進行最大功率點的跟蹤就十分的必要。它們實現(xiàn)MPPT控制的基本原理都是類似的，但各自算法各有差異。（2）擾動觀察法 根據(jù)光伏陣列工作時不斷地檢測電壓擾動量，即實際上，這是一個尋優(yōu)搜索過程，在尋優(yōu)過程中不斷地更新參考電壓，使其逼近光伏陣列所對應(yīng)的最大功率點的電壓值。由于該方法控制精度高，響應(yīng)速度快，因而適用于大氣候條件變化較快的場合。其基本的思想是選取目標函數(shù)的負梯度方向作為每步迭代的跟蹤方向，逐步逼近函數(shù)的最小值和最大值，具有運算簡單，魯棒性好的特點。一般地，在北半球，光伏陣列組件朝向正南（即光伏陣列組件的垂直與正南的夾角為0?）時，光伏陣列的發(fā)電量最大。由于跟蹤裝置比較復(fù)雜，初始值比較復(fù)雜，初始成本和維護成本比較高，安裝跟蹤裝置獲得額外的太陽能輻射產(chǎn)生的效益短期內(nèi)無法抵消安裝該系統(tǒng)的所需要的成本，因而目前的太陽能光伏陣列發(fā)電系統(tǒng)中較少使用太陽光自動跟蹤系統(tǒng)。器采用兩級式的拓撲結(jié)構(gòu)。光伏發(fā)電系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢是廣大的，未來的人們利用新能源的辦法很多 ，光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)將會再次的為人類帶來光明。O)of MPPT Control for Photovoltaic Power Systems:.[39] Chichiang Hua,Jongrong Modified Tracking Algorithm for Maximum Power Tracking of Solar Array:Energy Conversion and .翻譯部分英文原文Research on Voltage Space Vector Modulation Control Technology for InverterXiao Lan Xu Hui Hu Wenbin Yan Yangguang（Naming University of Aeronautics amp。 參考文獻：[1] ——.[2] 王長貴，.[3] :機械工業(yè)出版社，2003.[4] 趙庚中，. 2003.[5] 孫佩石，(自然科學(xué)版).2001.[6] 孫樹樸，李明，王旭光，伍小杰，王勉華，：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，.[7] 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