【正文】 60型號的IGBT。 后級 DCAC 逆變電路參數(shù)設計后級 DCAC 逆變電路是由6個功率開關管組成的三相全橋逆變電路，再經過LCL 濾波后并入電網(wǎng)。它的額定電壓為600V，額定電流為50A，基本可以滿足整個光伏系統(tǒng)的需求。GTR是一種耐高電壓、高電流的開關晶體管，而MOSFET 具有開關頻率快、工作頻率高的特點。在幾kW到幾百kW的大、中容量的逆變電路中，IGBT為首選器件，IGBT的極限開關頻率可達幾百 kHz，由于驅動功耗低可得到較高的效率。設光伏陣列輸出電壓為Us，直流側輸出電壓為Uo，輸出電流為Io，功率開關管的導通時間為ton那么電容兩端電壓與電流的關系由 （36）推導得 （37） （38）設開關頻率為f，所以電容值應滿足 （39）經過計算得電容器取值為2000μF。那么當電感工作在電流連續(xù)狀態(tài)時，其紋波電流是電感中電流的2倍，用公式表示為： (31)由電感上電壓與電流的關系，可以得到 (32) (33)光伏陣列輸出電壓為Us，直流側輸出電壓為Uo，輸出電流為Io，電感工作在電流連續(xù)狀態(tài)時，其電感值滿足關系式 (34)以上各式經過整理得 (35)經過計算可以得到，電感取值為2mH。在理論上電感值應盡可能的小，這樣可以最大程度上減小電感上的能量損耗，但是如果電感值太小，將不能滿足整個光伏系統(tǒng)的正常工作，因此在對電感選取時應根據(jù)實際情況。功率開關管處于導通狀態(tài)時，光伏陣列將會向電感充電；功率開關管處于中斷狀態(tài)時，光伏陣列將會同電感一起向電容充電。 光伏并網(wǎng)逆變器的結構及原理圖本文的光伏并網(wǎng)整體設計結構框圖如圖31所示。圖 28 SPWM 控制方式原理圖這種方法將閉環(huán)控制應用于并網(wǎng)電流控制中，不僅提高了系統(tǒng)電流的動態(tài)和靜態(tài)性能，也提高了系統(tǒng)的魯棒性，此外，還使系統(tǒng)參數(shù)的變化對網(wǎng)側電流的控制影響降低了，輸出電流中所含諧波也減少了[3]。圖27 定時控制的電流瞬時值比較方式原理圖 SPWM電流跟蹤方式在這種控制方式下，電流誤差放大器后，與三角波進行比較，以輸出PWM信號，放大器多采用比例或比例積分放大器。此電路利用比較器定時控制，每個時鐘周期對電流誤差判斷一次，當PWM信號變化一次時，需要至少一個時鐘周期，器件的開關頻率不超過一半的最高時鐘頻率，從而避免開關頻率過高的情況發(fā)生。跟蹤電流的性能，主要取決于滯環(huán)的寬度，當滯環(huán)的寬度較大時，對開關器件的要求會比較低，但跟蹤誤差大，輸出電流的諧波包括環(huán)的寬度小，跟蹤誤差小，應適當增加器件的開關頻率。因為電阻R在實際回路中測量測量起來是比較困難，故需要通過反饋控制來實現(xiàn)對輸出電流的相位控制，反饋信號的參考相位（即電網(wǎng)電壓相位）需通過鎖相環(huán)系統(tǒng)來獲取，這樣可以通過檢測傳感器來獲得電網(wǎng)電壓Uz和輸出電流Iz的變化情況[2]。 圖 24 逆變器運行等效原理圖 圖 25 逆變器運行電路矢量圖如圖24所示，Ui為逆變器輸出電壓，Ug為電網(wǎng)電壓，R為電阻，L為電感，Iz為逆變器饋入電網(wǎng)電流。單相逆變器的基本電路有推挽式、半橋式和全橋式三種，雖然電路結構不同，但工作原理類似。這種逆變器的優(yōu)點是輸出波形好、失真度低。缺點是線路較為復雜。盡管方波逆變器所使用的電路不盡相同，但共同的優(yōu)點是線路簡單(使用的功率開關管數(shù)量最少)、價格便宜、維修方便，其設計功率一般在數(shù)百瓦到幾千瓦之間。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，方波和階梯波逆變器一般都用在小功率場合。這種逆變電路的前級升壓電路采用推挽逆變電路結構，但工作頻率都在20khz以上，升壓變壓器采用高頻磁性材料做鐵芯，因而體積小、重量輕。該電路結構簡單，易于控制，但要求較高的直流側電壓[1]。推挽式逆變器拓撲結構如圖23（a）所示。 光伏逆變器分類按控制方式分類，光伏并網(wǎng)逆變器可分為電壓源電流控制、電壓源電壓控制、電流源電流控制和電流源電壓控制四種方法。（2）運行管理即結構及工作時的可靠性、可修復性、錯誤可查性以及能夠連續(xù)正常工作的持續(xù)性。逆變器的顯示功能主要包括：直流輸入電壓和電流的測量值，交流輸出電壓和電流的測量值，逆變器的工作狀態(tài)(運行、故障、停機等)。(3)輸出電路逆變器的輸出電路主要是對主逆變電路輸出的交流電的波形、頻率、電壓、電流的幅值、相位等進行修正、補償、調理，使之能滿足使用需求。各電路作用如下。 光伏逆變器的組成及結構光伏逆變器主要由半導體功率器件和逆變器驅動、控制電路兩大部分組成。圖21 光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖 光伏逆變器 光伏逆變器的定義光伏逆變器是一種由半導體器件組成的電力調整裝置，主要用于把直流電力轉換成交流電力。第二章 光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)及控制策略 光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏并網(wǎng)組件，光伏防雷匯流箱，光伏并網(wǎng)逆變器，計量裝置以及配電系統(tǒng)組成?？刂菩酒x用TMS320F2812。（2）隨后從光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成、分類、工作原理、拓撲結構、控制方式幾個方面進行概述。 本文的主要研究內容本文主要研究了光伏并網(wǎng)逆變器，對其定義、分類、工作原理、控制方法、主電路和控制設計及仿真電路逐一進行研究。使逆變器與智能電網(wǎng)結合，對信息進行有效的處理及反饋，或者說形成一套良好的通信模式及協(xié)議，也是當前光伏并網(wǎng)逆變器設計者應當考慮的問題。 (2)功率密度的增加功率密度的增加在于去除掉工頻或者高頻變壓器以后，對無變壓器光伏并網(wǎng)逆變器的漏電流隔離以及環(huán)流等問題的處理要完善。(1)孤島效應的保護主要考慮的是多機并聯(lián)情況下的孤島效應。但是，技術進步有一個過程，甚至是一個很長的過程。從發(fā)電和跟蹤的角度來看，由于太陽功率的變化，加上電池板之間本身也存在著差異，因此當系統(tǒng)運行時，各個電池板之間發(fā)電效率會存在差異，如果由組串式逆變器來跟蹤，就很難跟蹤逆變器技術的發(fā)展，依賴于功率元件技術的進步，依賴于電路拓撲的創(chuàng)新，依賴于控制算法的優(yōu)化和創(chuàng)新。未來三五年光伏逆變器的技術發(fā)展趨勢，應該是大功率逆變器朝兆瓦級方向發(fā)展，以提高功率密度和轉換效率。從技術方面來看，國內企業(yè)在轉換效率、結構工藝、智能化程度、穩(wěn)定性等方面與國外先進水平仍有一定差距，目前我國在小功率逆變器技術上與國外處于同一水平，在大功率并網(wǎng)逆變器上，大功率并網(wǎng)逆變器仍需進一步發(fā)展。另外，從可靠性方面來講，國際一流品牌企業(yè)在產品設計上會比較講究，首先考慮的是產品性能。就市場前景來看，中國光伏行業(yè)對未來過于樂觀，不管是2015年光伏裝機21GW，還是2020年光伏裝機50GW，這些都是國家層面的規(guī)劃，必須建立在少補貼甚至無補貼的基礎之上，是由行業(yè)創(chuàng)新能力和成本下降幅度決定的。大面積普及光伏發(fā)電的時代遠未到來。國內生產光伏逆變器的廠商主要包括：陽光電源、科諾偉業(yè)、特變電工、正泰電源、兆伏愛索等。這不僅會影響個體企業(yè)的競爭力，對整個國內光伏逆變器行業(yè)的競爭力也是一個巨大的挑戰(zhàn)。公司還壯大了其銷售、研發(fā)、認證和產品開發(fā)業(yè)務團隊以支持此次在美國市場的擴張。近日，全球領先的第三方檢驗、檢測和認證提供商德國萊茵TUV宣布其大中華區(qū)光伏并網(wǎng)逆變器檢測認證實驗室于近期零偏差通過了德國國家認可委員會（簡稱DAkkS）評審，標志著德國萊茵TUV大中華區(qū)光伏并網(wǎng)逆變器檢測認證實驗室成為中國唯一通過CNAS、DAkkS、CGC、CBTL、NRTL、TAF所有資質審核的檢測認證實驗室。該階段以逆變器的綜合性能為主，低速與高速開關并用，多重疊加法與PWM法并用，高效環(huán)保的逆變技術開始出現(xiàn)。該階段開關器件以低速器件為主，逆變器開關頻率較低，輸出波形改善以多重疊加法為主，逆變效率低。截至2011年底，這就意味著，在未來兩年中，我國光伏發(fā)電裝機總容量有望擴大10倍以上。圖11為20002010年全球太陽能光伏系統(tǒng)裝機容量變化情況。按照這一目標，“十二五”后三年，分布式光伏發(fā)電平均每年新增裝機將在300萬kW以上。日本從2012年7月開始實行可再生能源固定價格收購制度，太陽能電池板的設置數(shù)量隨之猛增。由于光熱轉換熱能傳送受限，光化學轉換技術尚處于研制階段，目前主要采用光伏發(fā)電技術。仿真結果表明：逆變器中輸出的電流和電網(wǎng)中的電壓，頻率和相位一致，功率因數(shù)為1，且跟蹤速度快，諧波含量少。主電路選用DCDC升壓電路和DCAC逆變電路的兩級電路結構。本文以TMS320F2812型DSP作為控制芯片，對10kW光伏并網(wǎng)逆變器進行了深入研究。畢業(yè)設計(論文)光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)中電力逆變系統(tǒng)及控制二○一三年五月二十四日摘要 世界經濟的發(fā)展以及對能源的需求增加，導致能源短缺成為社會發(fā)展必須面臨的問題。數(shù)字信號處理芯片DSP的快速發(fā)展，使得光伏并網(wǎng)逆變器的控制算法得以實現(xiàn)。隨后對10kW光伏并網(wǎng)逆變器進行了設計，本設計包括主電路參數(shù)設計和控制電路設計。最后采用了MATLAB仿真軟件對10kW三相光伏并網(wǎng)逆變器進行了仿真。太陽能利用方式有三種：光—熱轉換、光—電轉換及光—化學轉換。據(jù)歐洲光伏發(fā)電協(xié)會（EPIA）預測，在政策的推動下，％，之后也會穩(wěn)步增長，截至目前，%，到2016年將超過中國成為世界第一大市場。2012年9月，我國公布了雄心勃勃的太陽能發(fā)電“十二五”規(guī)劃目標，提出到2015年建成1000萬千瓦分布式光伏發(fā)電裝機?！笆濉睍r期我國新增太陽能光伏電站裝機容量約1000萬kW，太陽能光熱發(fā)電裝機容量100萬kW，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)約1000萬kW，光伏電站投資按平均每千瓦1萬元測算，總投資需求約2500億元。我國《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五規(guī)劃”》中提到，太陽能發(fā)電裝機容量的目標將由“十二五”前的21GW調整到35GW，上不封頂。從1956年第一個晶體管的誕生，到后來的可關斷晶閘管 GTO、電力晶體管GTR及其模塊實用化，再到20世紀80年代，功率場效應管MOSFET、絕緣門極晶體管IGBT等的相繼問世，逆變器的發(fā)展大約經歷了三個階段：（1）1956—1980年為傳統(tǒng)發(fā)展階段。（3）2000年至今為高效低污染階段。類似于小功率的逆變器開發(fā)已經越來越受到人們的重視，而在這些小功率逆變器中，其控制電路主要采用數(shù)字控制，系統(tǒng)的安全性，可靠性以及擴展性，同時將各個完善的保護電路考慮其中。此次SolarMax的運營擴張將把其瑞士品質的光伏并網(wǎng)逆變器帶入美國，以響應快速增長的美國光伏市場需求。國際一流品牌企業(yè)對于技術研發(fā)都非常重視，國內企業(yè)由于成本競爭的壓力，在這方面相對就弱了很多。國內生產逆變器的廠商眾多，但專門從事光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器的生產廠商并不多，不少廠商以原來的車載逆變器、通訊逆變器、電力逆變器、UPS等電源技術為基礎，開始從事光伏逆變器的生產和研發(fā)，由于不少國內企業(yè)在逆變器行業(yè)擁有多年經驗，已經具備一定的規(guī)模和競爭力。國外的逆變器企業(yè)有些從1992年開始就已經著手產品研發(fā)了，并且到現(xiàn)在已經更新了好幾代產品，而中國的老牌企業(yè)卻是