【正文】 高，響應(yīng)速度快，因而適用于大氣候條件變化較快的場(chǎng)合。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(shí)，光伏陣列的發(fā)電量最大。器采用兩級(jí)式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。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。采用的改進(jìn)型固定開關(guān)頻率的電流控制方法，使輸出電流跟蹤誤差減小，輸出功率因數(shù)接近為1。手動(dòng)跟蹤常用于平板式光伏陣列，工作人員每隔12小時(shí)移動(dòng)光伏陣列板一次，使其與最佳角度相差小于10%以內(nèi)。（4）模糊邏輯控制法 模糊邏輯控制法布需要建立控制對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型，是一種比較簡單的智能控制方法，使用模糊邏輯的方法進(jìn)行MPPT控制，通常要確定以下幾個(gè)方面：一、確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量；二、擬定適合本系統(tǒng)的模糊邏輯控制規(guī)則；三、確定模糊化合逆模糊化的方法；四、選擇合理的論域并確定有關(guān)的參數(shù)。 這種方法具有使用方便、控制簡單、易實(shí)現(xiàn)、可靠性高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，而且輸出電壓恒定，對(duì)整個(gè)電源系統(tǒng)是有利的。從對(duì)光伏電池的分析，光伏陣列輸出特性具有非線性特征，并且輸出受到環(huán)境溫度、光照強(qiáng)度的影響。它是一個(gè)20級(jí)分時(shí)中斷，主要完成采集的光伏電池輸入電壓、電流，中間直流側(cè)電壓，負(fù)載電壓、電流信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換和濾波處理；輸出電流環(huán)PI調(diào)節(jié)、輸出電壓環(huán)PI調(diào)節(jié)；Boost電路的MPPT控制，以及PWM控制信號(hào)的產(chǎn)生。（4）A/D采樣處理子程序：對(duì)輸入電壓、輸出電壓、輸出電流等信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字濾波。表5—1 F2812的系統(tǒng)I/O端口的分配資源標(biāo)號(hào)功能說明備注GPIOB12DISPLAY0LED4閃：過流指示GPIOBXX=0，燈亮設(shè)置為輸出口；用于單純的顯示。主功率電路中最大流11A的電流，需要檢測(cè)PV側(cè)的電流和負(fù)載電流，該方案中選用的是電流傳感器：LTS25——NP。美國IR公司生產(chǎn)的IR2113驅(qū)動(dòng)器，它兼有光耦隔離（體積?。┖碗姶鸥綦x（速度快）的優(yōu)點(diǎn)，是中小功率變換裝置中驅(qū)動(dòng)器件的首選品種。 基于TMS320F2812DSP的控制系統(tǒng) 控制面板控制面板如：圖4—1所示以TI公司的TMS320F2812為核心，外圍輔以模擬信號(hào)調(diào)理電路、CPLD邏輯電路、數(shù)碼管及DA顯示、通信以及串行EEPROM，完成對(duì)電壓電流信號(hào)的采樣、PWM脈沖的產(chǎn)生、與上位機(jī)的通信和故障保護(hù)等功能。本系統(tǒng)的控制電路使用美國TI公司的 TMS320F2812DSP作為主控制芯片，其快速的運(yùn)算能力、豐富的外設(shè)資源能為整個(gè)控制系統(tǒng)提供一個(gè)良好的平臺(tái)。則流經(jīng)電容上的電流和電壓如下圖所示：圖3—5 電容兩端的電流，電壓波形由公式： （3—12）即：=47 （3—13）實(shí)際電路中，中間支撐電容除了給Boost輸出濾波外，還具有儲(chǔ)能的作用，且全橋逆變器也不能完全看作是純阻性負(fù)載，所以中間電容取20倍的較大裕量，用1000uF的電容。整理后可得： （3—2）假設(shè)電路沒有損耗： （3—3）其中：——太陽能的輸出功率； （3—4）是Boost電路的輸出功率，即后級(jí)和電網(wǎng)等效的負(fù)載RL消耗的功率， （3—5）則有： （3—6）其中：——負(fù)載的平均電流；——太陽能的輸入平均電流；——電感上的平均電流，由于電感電流與輸入電流是相同的，則： （3—7）由可得出： （3—8）其中：——電感也即輸入電流的紋波電流；定義由以上的公式可得出： （3—9）由此可知，假設(shè)其他的條件不變換時(shí)，當(dāng)時(shí)，L取得最大值， （3—10）為了保證額定情況下滿足紋波電流的要求，因此：本系統(tǒng)中太陽能板的電壓輸入范圍為=125~400V,直流側(cè)電壓為=400V由可得=，所以占空比為D=0~，2000W。開關(guān)狀態(tài)1；（2）VT阻斷，VD導(dǎo)通，開關(guān)狀態(tài)2。為了獲得高于電源電壓的直流輸出電壓，一個(gè)簡單而有效的辦法是利用電感線圈在其電流減小時(shí)所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)。（3）快速動(dòng)態(tài)響應(yīng),抑制能力強(qiáng)。（3）按輸入輸出間是否有電氣的隔離可分為：不隔離式和隔離式直流變換器兩種。選用CBB的1200V/。隨著針對(duì)于光伏系統(tǒng)的功率模塊的發(fā)展，主電路元器件選擇功率模塊也是一個(gè)比較有一前景的。對(duì)于電感值的選取，可以從以一下兩個(gè)方面來考慮：（1）電流的紋波系數(shù)輸出濾波電感的值直接影響著輸出紋波電流的大小。兩對(duì)橋臂交替導(dǎo)通180176。電流型逆變器是直接輸入串接大電感儲(chǔ)能原件，逆變器有電感穩(wěn)流提供恒電流，逆變橋輸出到負(fù)載的電流為也方波，其幅值為電感電流。后級(jí)是DC—AC逆變環(huán)節(jié)，通常采用橋式逆變結(jié)構(gòu)，其輸出電流經(jīng)過電感濾波，通過工頻隔離變壓器產(chǎn)生220V/50HZ的工頻交流電，送入負(fù)載當(dāng)中。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器，包括無源逆變和有源逆變兩種形式。正弦波逆變器綜合技術(shù)性能好，效率高，失真度低，對(duì)通信設(shè)備沒有干擾，噪聲小。 逆變器的分類逆變器技術(shù)種類很多，所涉及的知識(shí)領(lǐng)域和技術(shù)范疇十分廣泛，分類方法也很多，主要有以下幾種：（1）按逆變器的輸出能量的去向，可分為有源逆變器和無源逆變器。采用交流電力輸出的光伏發(fā)電系統(tǒng)，由光伏陣列、充放電控制器、蓄電池和逆變電源四部分組成（并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一般可省去蓄電池），而逆變電源是關(guān)鍵部件。因此，要求蓄電池的自放電要小，而且充電效率要高，同時(shí)還要考慮價(jià)格和使用是否方便等因素。C ，每片電池電壓減少5mV，相當(dāng)于在最大功率點(diǎn)的典型溫度系數(shù)為－%/ C。IP＝P1＋Q/TQ按陰雨期富余系數(shù)，Q＝～（4）確定蓄電池浮充電壓VF。在多鹽霧和潮濕地區(qū)支架要采用耐腐蝕的鋁合金等材料。45’，北緯33度08’～34 20’。兩種電路結(jié)構(gòu)如：圖2—2（a）和（b）所示。太陽能電池陣列是整個(gè)系統(tǒng)能源的來源，它把照射到其表面的太陽能轉(zhuǎn)化為電能；控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件之一，其運(yùn)行形式?jīng)Q定著系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)在控制器的管理下運(yùn)行；蓄電池的功能在于儲(chǔ)存太陽能電池陣列受光照時(shí)所發(fā)出的電能并在無光照時(shí)向負(fù)載供電（此處為了簡化設(shè)計(jì)，不設(shè)蓄電池）；逆變器是將直流電變換為交流電的設(shè)備，由于太陽能電池陣列和蓄電池發(fā)出的是直流電，因此當(dāng)系統(tǒng)向交流負(fù)載供電時(shí)，逆變器是不可缺少的。2 單相逆變器的工作原理與理論分析本設(shè)計(jì)決定采用無變壓器的兩級(jí)結(jié)構(gòu)，前級(jí)DC/DC變換器和后級(jí)的DC/AC逆變器，兩部分通過DClink相連。但是日照時(shí)間長，日射強(qiáng)度大，為光伏發(fā)電提供了得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。 國內(nèi)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀目前，國內(nèi)各大院校、科研單位和廠家也都在研發(fā)太陽能逆變控制。 光伏系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景 國外光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀近年來，國際上太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在許多方面取得突破。其它地區(qū)的太陽年輻射總量居中。年)]。 In this paper, the research object is a plete independent photovoltaic inverter power system. The author has analyzed the singlephase PV inverter system, and then given a detailed study and simulation from the topology of the main circuit, control strategy, system parameters, and the maximum power point tracking in inverter. First, the author analyzes the working principles and characteristics of different main circuit topology in the photovoltaic power inverter generation system. Then he chooses a relatively simple circuit topology to derive a simple and practical equation. Secondly, the author has pleted the hardware and software design, which is based on TMS320F2812 DSP control system and the main circuit and the controller. Thirdly, the author proposes a perturbation and observation method which is based on the controller mentioned in this article by analyzing a variety of monly used methods of maximum power point tracking.Keywords: Singlephasephotovoltaic。并推導(dǎo)出一個(gè)簡單實(shí)用的控制方程。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要 隨著社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，環(huán)境污染和能源短缺問題的日益嚴(yán)重，尋找一種大儲(chǔ)備、無污染、易獲取的新能源己經(jīng)上升到世界各國的日程；對(duì)能源的需求量在不斷增長，全球范圍內(nèi)的能源危機(jī)也日益突出。首先，詳細(xì)分析了光伏逆變發(fā)電系統(tǒng)的不同主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理和特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上選用了一種比較簡單的電路拓?fù)洹Ｄ?[140千卡/(厘米2例如素有“霧都”之稱的成都市，1961一1970年，年平均日照時(shí)數(shù)僅為1152. 2小時(shí)，相對(duì)日照率為26 %，年平均晴天為24. 7天，陰天達(dá)244. 6天。地區(qū)，太陽能的分布情況與一般的太陽能隨緯度而變化的規(guī)律相反，太陽能不是隨著緯度的增加而減少，而是隨著緯度的增加而增加。 近幾年國際上光伏發(fā)電快速發(fā)展，美國、歐洲及日本制定了龐大的光伏發(fā)電發(fā)展計(jì)劃。我國西部幅員遼闊、地廣人稀、負(fù)荷密度小，不利于常規(guī)電網(wǎng)的延伸。具體包括以下內(nèi)容：（1）對(duì)單相太陽能逆變電源控制方案進(jìn)行對(duì)比與選擇；（2）對(duì)單相太陽能逆變電源控制回路進(jìn)行理論計(jì)算與選擇；（3）對(duì)最大太陽能的利用與跟蹤算法進(jìn)行研究；（4）對(duì)單相太陽能逆變電源控制回路進(jìn)行計(jì)算及電路設(shè)計(jì)；通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，更進(jìn)一步掌握對(duì)單相太陽能逆變電源控制系統(tǒng)的理論計(jì)算和設(shè)計(jì)手段，提高自身的知識(shí)水平。一般來說，太陽能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)主要包括太陽能電池陣列、控制器、蓄電池組和逆變器等部分。電壓型的特征是直流側(cè)采用電容進(jìn)行直流儲(chǔ)能，從而使直流側(cè)呈低阻抗的電壓源特性。14’～133176。太陽電池方陣應(yīng)牢固固定在支架上，方陣支架要有足夠的強(qiáng)度和剛度。（3）計(jì)算太陽能陣列工作電流。隨著太陽能電池溫度的增加，開路電壓減少，大約每升高1186。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池處于浮充放電狀態(tài)，夏天日照量大，除了供給負(fù)載用電外，還對(duì)蓄電池充電；在冬天日照量少，這部分貯存的電能逐步放出，在這種季節(jié)性循環(huán)的基礎(chǔ)上還要加上小得多的日循環(huán)，白天方陣給蓄電池充電，（同時(shí)方陣還要給負(fù)載用電），晚上則負(fù)載用電全部由蓄電池供給。光伏系統(tǒng)為交流負(fù)載供電時(shí)，都要用逆變器。這是由于在中、大容量系統(tǒng)中，若采用方波供電，則輸出將含有較多的諧波分量，高次諧波將產(chǎn)生附加損耗，許多光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)載為通信或儀表設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)電網(wǎng)品質(zhì)有較高的外，當(dāng)中、大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，為避免鐸公共電網(wǎng)的電力污染，也要求逆變電源輸出正弦波電流。缺點(diǎn)是：含有高次諧波，在變壓器等負(fù)載中會(huì)產(chǎn)生附加損耗，對(duì)通信設(shè)備有干擾。 單相光伏逆變器主電路設(shè)計(jì)光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器在主電路其占據(jù)著不可替代的位置，它是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心。前級(jí)是DC—DC變換器（升壓型斬波器），根據(jù)負(fù)載的大小用來提升光伏陣列電壓以達(dá)到一個(gè)合適的水平，將光伏陣列輸出的直流電壓變換為適合用于逆變環(huán)節(jié)的直流形式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)光伏電池輸出最大功率點(diǎn)的跟蹤功能，使光伏模塊穩(wěn)定的工作在最大功率點(diǎn)即MPPT。RLC諧振負(fù)載有串聯(lián)型和并聯(lián)型；將RLC串聯(lián)可組成串聯(lián)諧振逆變器，串聯(lián)諧振逆變器采用電壓型逆變器。全橋逆變器電路為H型橋臂，可看成兩個(gè)半橋電路組合而成。因而，電感值選取的合適與否直接影響電路的工作性能。本設(shè)計(jì)逆變器輸入電壓為400V，輸出功率為2KW，逆變器開關(guān)頻率為10KHZ，RLC諧振負(fù)載，其等效電阻為 ==80 Ω （2—11）負(fù)載上的電流幅值為： （2—12）即 =5 Ａ （2—13）開關(guān)管、上的電壓定額為: （2—14）即