【正文】 ation of gridconnected photovoltaic system with power factor control and islanding detection[J]. Power Electronics Specialists Conference 2004。逆變器連接的要求包括：最大功率點，高效率，控制權(quán)注入網(wǎng)格，高功率因數(shù)，低的并網(wǎng)電流的諧波失真。實驗測試展示了這種控制的可行性能夠來控制功率因數(shù)及并網(wǎng)電力。他們不受噪音影響，而且不太易受電壓和溫度變化。逆變器的相位轉(zhuǎn)移作為控制參數(shù)，輸出逆變器輸出電壓電流幅值和功率因數(shù)可控制的，所以并網(wǎng)功率包括有功功率和無功功率。從相圖1b中，逆變器并網(wǎng)的有功功率（P）和無功功率（Q）可分別通過標準式（1）（2）（3）求得。在任何情況下，假定目前的并網(wǎng)電流提出了一種低諧波含量（THDz0）。對于恒定直流母線電壓，高功率因數(shù)可并有較寬的范圍內(nèi)保持輸出電流電流幅度與逆變器的電壓大小Vinv（少數(shù)占空比值）。這個數(shù)字表明，廣泛的權(quán)力可以覆蓋只有兩個不同的調(diào)制指數(shù)，功率因數(shù)接近單位1?？刂坪驼{(diào)節(jié)無功功率。在圖4，一對光伏電流和電壓特性的例子太陽照射的單元，提出了不同的幅值。直流母線電壓伏直流（實際），可反饋和比較隨著伏直流（參考所需的值），而添加的PI調(diào)節(jié)器監(jiān)管之間所需的直流電壓和實際的錯誤總線電壓，因此參考電流信號可以得到。該位置向上表指針是由錯誤的信號之間的確定看參考電流和注入電流。根據(jù)在參考電流，產(chǎn)生一個電壓控制回路成正比的嚴重性和錯誤的跡象。圖5 控制算法的流程圖最初階段計數(shù)器加載到移相角值為零（δ= 0），控制必須保持足夠的移相角的完成，該逆變器輸出電流輸出電流等于參考IREF的。一個外部的直流電壓控制回路是必要的直流母線電壓保持恒定，以保證正確的最大功率跟蹤功能的。該提出的控制是一種相移功率控制方法（PCPS），是不受控的輸出電流變化的振幅調(diào)制指數(shù)，但轉(zhuǎn)移階段逆變器輸出電壓Vinv在指定的當前值。這一戰(zhàn)略的實施是在迅速變化的光伏電源系統(tǒng)gridconnected太陽輻射下運作，只用一個變量：光伏輸出電流IPV。3 系統(tǒng)控制和操作圖 3顯示了并網(wǎng)光伏系統(tǒng)配置，其中包括太陽能電池陣列，直流/直流轉(zhuǎn)換器和singlephase逆變直流/交流。在圖2d，可以看到功率因數(shù)，輸出電流兩項Vinv值。從圖。式（5）給出了逆變器輸出電壓與直流電源之間的關(guān)系。圖1單相并網(wǎng)逆變器拓撲及相位圖解釋圖中電路特1b中是代表的逆變器輸出電壓基本組成部分的相圖，Vinv指逆變器輸出電流，輸出電流通過耦合電感L，該基本組成部分的電感電壓VL，其在電網(wǎng)電壓根本組件Vgrid [6]。不同的功率因數(shù)，在一定范圍內(nèi)，有功功率可被動態(tài)改變和控制。生成的脈沖寬度調(diào)制（PWM）模式[7]，是在輸入交流電源存在的能降低諧波低數(shù)量級元件。在這項工作中，這一策略的仿真研究已MATLAB/Simulink和PSIM軟件實現(xiàn)了。最后，再次對我身邊幫助過我的老師和同學表示感謝，正是有了你們，我四年的大學生活才變得更有意義。41(4):83～900.[30] Huang SJ, Pai FS. Design and operationof gridconnectedphotovoltaic systemwith powerfactor control and active islanding[J]. IEE Proceeding 2001。參 考 文 獻[1] 李軍軍，吳政球，[J].電力建設(shè)，2011，32（8）：64～72[2] 李俊峰，時麗，[J].國際石油經(jīng)濟，2006，14（2）：35～37[3] [J].電力系統(tǒng)自動化，2003，27（8）：84～89[4] [J].電力系統(tǒng)保護與控制，2012，40（12）：66～71[5] 楊勇，阮毅，[J].高電壓技術(shù)，2009，35（8）：2012～2018[6] 唐衛(wèi)東，[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2009，8（8）：50～52[7] 徐建中，馮遵安，[J].南京師范大學學報（工程技術(shù)報），2007，7（3）：21～25[8] 王兆安，[M].：機械工業(yè)出版社，2009，5：97～118[9] Harashima F. Power electronics and motion controla future [10] [D].：[11] 舒杰，傅誠，[J].，42（7）：79～82[12] [D].：[13] [D].：[14] 趙清林，郭小強，[J].，27（16）：60～64[15] 周鵬，賀益康，[J].，23（5）：108～113[16] 趙為，余世杰，[J].（z1）：94～97[17] [J].，31（3）：149～151[18] Jai P. Agrawal. Power electronic systemstheory and design[M]. Prentice Hall,2001[19] JimenezEstevez GA, PalmaBehnke R, TorresAvila R. et al. A Competitive Market Zntegration Model for Distributed Generation[J]. IEEE Trans on Power [20] Fukuda S, Yoda T. A novel currenttracking method for active filters based on a 895[21] Yuan X, Merk W, Stemmler H, et al. Stationaryframe generalized integrators for current control of active power filters with zero steadystate error for current harmonics of concern under unbalanced and distorted operating conditions[J]. IEEE Trans. on [22] [D].：[23] Chiang J, Chang KT, Yen CY. Residential photovoltaic energy storage system[J].IEEE Transaction on Industrial Electronics 1998 Jun:45(3):94～385.[24] Kjaer SB, Pedersen JK, Blaabjerg F. A review of singlephase gridconnected inverters for photovoltaic modules[J]. IEEE Transactions on Industry Applications 2005。7 結(jié)論風力發(fā)電對于緩解日趨緊張的能源危機，具有重要的現(xiàn)實意義。 電感L和等效電阻R參數(shù)，交流電壓源模擬的電網(wǎng)電壓，峰值為311V，頻率為50Hz。在該仿真環(huán)境下，用戶程序其外觀就是控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，亦即建模過程可通過鼠標在模型窗口上“畫”出所需的控制系統(tǒng)模型，然后利用Simulink提供的輸入源模塊對結(jié)構(gòu)圖所描述的系統(tǒng)施加激勵，利用Simulink提供的輸出口模塊獲得系統(tǒng)的輸出響應(yīng)數(shù)據(jù)或時間響應(yīng)曲線。對比式（），得 （）所以，有 （）代入式（），有 （）上面介紹了PI控制器參數(shù)設(shè)計的工程設(shè)計方法，該方法建立在逆變器傳遞函數(shù)已知的基礎(chǔ)上，式（）給出的逆變器傳遞函數(shù)只是一種經(jīng)驗?zāi)Ｐ停蛯嶋H還是有誤差的，所以得到的P，I參數(shù)只是理論指導(dǎo)值，實際測試過程中要作適當?shù)恼{(diào)整。 UgridiL* + Uab + iL 控制器 逆變橋 濾波器 并網(wǎng)電流閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖，可以建立其數(shù)學模型。但通常在設(shè)計滯環(huán)寬度采用固定的數(shù)值，這樣做的結(jié)果將會導(dǎo)致一個PWM開關(guān)周期中，開關(guān)管頻率不固定，濾波器設(shè)計起來比較困難，很難獲得良好的濾波效果。直接電流控制法需要引入電流反饋，先通過運算得到指令值，然后令反饋值跟蹤指令值。因此，本設(shè)計采用電壓源輸入控制輸出電流的方式。 單極性SPWM調(diào)制原理 逆變器并網(wǎng)運行時的控制策略分析 并網(wǎng)逆變器的輸出控制并網(wǎng)逆變器可看作一個有源逆變系統(tǒng)，是用來將從前級（光伏電池、風機）經(jīng)整流得到的直流電進行轉(zhuǎn)換，輸出與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電再饋入電網(wǎng)，并網(wǎng)逆變器的控制目標就是控制逆變器的輸出滿足并網(wǎng)條件，保證有效并網(wǎng)。同時定義調(diào)制比為正弦調(diào)制波的輔助與三角載波的幅值之比，頻率比為三角載波與正弦調(diào)制波的頻率之比。 SPWM技術(shù)簡介PWM控制技術(shù)，也稱脈寬調(diào)制技術(shù)，顧名思義，就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術(shù)。發(fā)生定時器下溢中斷時，為了對發(fā)生中斷的次數(shù)進行統(tǒng)計，可以設(shè)置一個變量n，在eCAP 1再次捕獲到電網(wǎng)電壓過零點時，首先判斷n是否超出頻率正常范圍，設(shè)定頻率正常范圍為49Hz～51Hz，則n的正常范圍為196～204，然后比較變量n和載波比N，如果n=N，說明頻率相同，定時器周期值不變；如果變量n≠N，定時器周期值改為，式中T*為根據(jù)前一個載波周期算出的新的載波周期，并將該值賦給周期寄存器，用于計算下一個正弦周期SPWM波的占空比。從上面的描述可以看出，鎖相的過程包括兩部分，頻率跟蹤和相位同步。通常鎖相環(huán)的實現(xiàn)，都是先將電網(wǎng)電壓經(jīng)過零比較電路，生成同步方波信號，然后通過DSP的Capture捕捉中斷判斷過零點并通過時間寄存器實現(xiàn)鎖相。比較寄存器裝載正弦波離散化后各個比較點的幅值，當計數(shù)器的值與比較寄存器的值相等時，按照相關(guān)動作寄存器的配置產(chǎn)生高低電平。主程序主要完成DSP系統(tǒng)的各類初始化設(shè)置，包括各類寄存器的配置，中斷使能等。這樣就能確定過零點，以此控制輸出電流和電網(wǎng)同步。 過零檢測電路設(shè)計在系統(tǒng)工作的時候，需要檢測電網(wǎng)電壓的相位和頻率輸入到主控芯片中來實現(xiàn)同步。這個電壓跟隨器由運算放大器構(gòu)成，它將傳感器的輸出信號減半，輸出范圍為[，]的模擬信號；將模擬信號輸入到加法器中處理后輸出單極性的范圍為[0V，5V] 的信號。15V，輸入額定電流為177。F2808外設(shè)資源豐富、片內(nèi)存儲空間足以滿足平常使用、足夠多的I/O口、非常迅速的A/D轉(zhuǎn)換速率等，并且與TMS320F280x系列其他芯片相比具有相同的管腳結(jié)構(gòu)，代碼也完全兼容，具有很好的可移植性。設(shè)電感L上的電流紋波最大值為，則對于電感L有： （）因為，代入式（）則 （）其中，為載波周期，為直流側(cè)電壓。當并網(wǎng)逆變器電路正常工作時，流經(jīng)功率開關(guān)管IGBT的電流峰值與濾波電感電流峰值一致，同時考慮到余量，則要求開關(guān)管的電流額定值必須略大于電感峰值的最大值。當VV4截止后，VV3導(dǎo)通，電流從電源正極經(jīng)V濾波器、V2后，再回到電源負極。需要采樣的信號經(jīng)采樣電路送入DSP中，主要包括以下信號：（1）直流母線電壓采樣；（2）直流電流采樣；（3）電網(wǎng)電壓信號，需要測出幅值、頻率及相位；（4）并網(wǎng)電流信號；（5）逆變器溫度信號檢測；（6）繼電器開關(guān)信號。各部分作用不同，分工協(xié)作，組成一個整體。本文重點研究單相電壓型并網(wǎng)逆變器，電壓型逆變器最大的特點是在直流輸入側(cè)并聯(lián)濾波電容以穩(wěn)定直流輸入電壓，輸入可看成恒壓源，通過控制開關(guān)管動作，在輸出端生成一列幅值固定、脈寬變化的方波電壓。多臺逆變器并聯(lián)實現(xiàn)擴容可大大提高系統(tǒng)的靈活性，使系統(tǒng)的體積重量大為降低，同時其主開關(guān)器件的電流應(yīng)力也可減少，從根本上降低成本和提高功率密度及系統(tǒng)可靠性[19]。除此以外，逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)中還包括單相、三相；隔離、非隔離；功率單向流動、雙向等各種形式 [11]。由于我國的風電并網(wǎng)采用“大規(guī)?！呒小唠妷骸h距離輸送”與歐洲的“分散上網(wǎng)、就地消納”并網(wǎng)方式不同，所以對于電能并網(wǎng)的穩(wěn)定性和應(yīng)急能力有極高的要求[6]。在這次仿真研究中，我主要就單相逆變器并網(wǎng)控制技術(shù)的工作原理學習了解，并設(shè)計一種基于DSP控制的單相逆變器。我國的并網(wǎng)風電在“十五”期間也得到迅速發(fā)展。中國將成為繼歐洲、美國和印度之后發(fā)展風力發(fā)電的主要市場之一[2]。其中單級式并網(wǎng)逆變器，將直流電直接經(jīng)過一級直交變換并網(wǎng)。人們對可再生能源并網(wǎng)發(fā)電的技術(shù)進行了大量的研究，并使得該技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用[7]。在控制方法上，隨著各種高速的數(shù)字信號處理器DSP（Digital Singnal Processor）的出現(xiàn)，將先進的數(shù)字控制應(yīng)用到并網(wǎng)逆變器的控制中的研究將到達理想的控制效果，這也是目前研究高性能并網(wǎng)逆變器的一個特點[12]。2 單相并網(wǎng)逆變器的總體設(shè)計 單相并網(wǎng)逆變器拓撲結(jié)構(gòu)并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)有很多形式，拓撲結(jié)構(gòu)不同，具有的特點不同，相應(yīng)的控制方法也不盡相同，所以要先確定符合設(shè)計要求的拓撲，然后再展開相關(guān)研究。在實際應(yīng)用中，較少采用電流型并網(wǎng)逆變器，這是因為大多數(shù)供電電源都屬于電壓型，另外輸入級串聯(lián)電感不論在價格還是體積上都不如電容，另外所串聯(lián)的二極管會產(chǎn)生損耗，影響效率。2. 主控單元主控制器部分的設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計中最關(guān)鍵的部分，主控單元的性能直接影響系統(tǒng)各項控制指標，經(jīng)過對各種控制芯片的比較，最終選擇TI公司DSP（TMS320F2808）芯片。5. 濾波電路為保證逆變器輸入輸出信號都能滿足相關(guān)要求，本設(shè)計在交流輸出側(cè)串聯(lián)濾波電感，從而實現(xiàn)以下作用：（1）濾除開