【正文】 回饋到電源，因此即使在高頻情況下， Rl 上消耗的功率也是不大的。隨著光伏并網(wǎng)并網(wǎng)技術的發(fā)展，主電路開關器件的選擇也需要具體考慮與研究。在電流方面，為了保證系統(tǒng)的工作安全，對開關管電流也要選取較大的裕量；逆變器的開關頻率為 10kHz，在散熱方面，為了保證開關管的充分散熱，采用了將 IGBT 固定在散熱器上的措施。以上計算建立在額定的輸出電壓基 礎上，即 UN=220V 基礎上，最終選取電感值15L mH? 。 SPWM 是由參考正弦波與一定頻率的三角波相比較而產(chǎn)生的，正弦值大于三角波的值，則輸出 1，即開通開關元件，反之則關斷。 SPWM 信號的產(chǎn)生由：用 DSP 中的事件管理模塊 (Ev)可以產(chǎn)生 SPWM 波。正弦波的頻率和幅值是可控制的，改變正弦波的頻率，就可以改變電源輸出電壓的頻率，改變正弦波的幅值，也就改變了正弦波與載波的交點，使輸出脈沖系列的寬度發(fā)生變化，從而改變電源輸出電壓的大小。其程序框圖如圖 所示。 的電壓電流波形，脈動在要求的范圍之內(nèi)，達到了預期的效果，證明了設計的可行性， 。 T 1 下 溢 中 斷查 表 ， 計 算 C M P R 1偏 移 指 針 前 移 計 數(shù)周 期 的 1 / 3 倍指 針 需 要 調(diào) 整 ？調(diào) 整YN查 表 ， 計 算 C M P R 2偏 移 指 針 前 移 計 數(shù)周 期 的 1 / 3 倍指 針 需 要 調(diào) 整 ？調(diào) 整查 表 ， 計 算 C M P R 3基 指 針 + 1指 針 為 空 ？基 指 針 指 向 正 弦 表 表 首清 除 中 斷 標 志返 回中 斷 開 始YNYN 圖 SWPM生成程序框圖 6 采樣電路 直流電壓電流采樣電路 圖 所示的為直流電壓采樣電路圖， R VR1 和 R10 為分壓電阻，將直流電壓分壓后給運放，本文用的是 LM358,這里采用的是其雙電源工作模式。當定時器 T1 處于連續(xù)遞增 /遞減計數(shù)模式時，計數(shù)寄存器 (T1CNT)中的數(shù)值的變化軌跡就是等腰三角形，也就相當于產(chǎn)生了一系列的等腰三角形波。 控制的流程如下所示： 參 考 的正 弦 信號P I P I逆 變器iLU oUi niLUfii n三 角 載 波 圖 雙環(huán) PI控制圖 在圖 中：參考正弦電壓與輸出電壓比較得到的誤差電壓經(jīng)過 PI調(diào)節(jié)后作為電流的參考指令與電感電流作比較，得到一個電流誤差信號，電流誤差信號再經(jīng)過 PI 控制后與三角載波比較產(chǎn)生占空比來控制逆變 器的開關。控制電路內(nèi)部讓正弦波和鋸齒波進行比較產(chǎn)生四路控制信號，分別用來控制 S1～ S4 。 由 12f LC??得： ? ? ? ?22311 42 * 1 3 1 5 1 0 2 5 0 1 3CFLf ??? ?? ? ?? ? ? ? ? ? （ ） 其中基波頻率取為 50Hz，把電感值帶入上式（ ）可以求出電容值為4CF?? ， 最后選取電容值為 4 /350FV? 。 二、交流測輸出濾波電感的設計 在單相全橋逆變器中，逆變器輸出濾波電感的設計是一個關鍵的元器件，光伏 離 網(wǎng)系統(tǒng)要求逆變器輸出側的波形為正弦波。它是復合型功率開關器件，是 GTR 和MOSFET 復合而成。實驗電路中 R1 取值 10Ω， R1 越小，開關管的峰值電壓越接近母線電壓； D2 與開關管的峰值電壓相同，但電流不需很大，選擇 900V；箝位電容的值越大箝位的效果越好，但實際應用中無須很大，這里選 1000V。 四、升壓電路二極管的選擇 Boost 升壓斬波電路中的續(xù)流兼有防反作用的二極管應該具有較低的通太電壓降 和快速恢復的特性。但工作頻率過高則功率開關管的發(fā)熱和和損耗都會增加。根據(jù)伏秒平衡的定理，電感電壓在開關管的一個周期內(nèi)對時間的積分為零。 圖 RAM 4 主電路拓撲及電路主要參數(shù)設計 主電路拓撲 主電路拓撲如圖 所示 。 圖 A/D轉換電路 四、電平轉換和緩沖電路 在新一代電子電路設計中 ， 隨著低電壓邏輯的引入 ， 系統(tǒng)內(nèi)部常常出現(xiàn)輸入/輸出邏輯不協(xié)調(diào)的問題 ， 從而提高了系統(tǒng)設計的復雜性。 圖 輔助電源電路 三、 2路串行通信 SCI 接口電路和 A/D 轉換電路 2 路串行通信接口（ SCI）是采用雙線通信的異步 串行通信接口，即通常所說的 UART 口。 JTAG 接口用于連接 DSP 系統(tǒng)板和仿真器，實現(xiàn)仿真器 DSP 訪問， JTAG 的接口必須和仿真器的接口一致，否則將無法連接上仿真器。 圖 DSP芯片和時鐘晶振 通過按鈕實現(xiàn)復位操作。每個外設被分配一段相應的地址空間，主要包括配置寄存器、輸入寄存器和狀態(tài)寄存器。 ，支持動態(tài)改變鎖相環(huán)節(jié)的倍頻系數(shù)、片上振蕩器、看門狗。 DSP 概述 一、 DSP 內(nèi)部結構 TMS320F2812 處理器有較高的運算精度（ 32 位）以及系統(tǒng)的處理能力（達到150MIPS）。 基于 DSP 的控制系統(tǒng)硬件設計 自 20世紀 60年代以來，數(shù)字信號處理器（ Digital Signal Processing， DSP）日漸成為一項比較成熟的技術，并在多項應用領域逐漸取代傳統(tǒng)了傳統(tǒng)模擬信號處理系統(tǒng)。其造價低低廉，但光電轉換效率比較低，穩(wěn)定性也不如晶體硅光伏電池，目前主要用于弱光性電源，如手表、計算器等的電池。其中單晶硅材料結晶完整，載流子遷移率高，串聯(lián)電阻小，光電轉換效率高，可達 20%左右，但成本比較昂貴。可用于構成薄膜光伏電池的材料有很多種，主要包括多晶硅、非晶硅、碲化鎘以及 CIS 等，其中以多晶硅薄膜光伏電池性能較優(yōu)。像砷化鎵光伏電池、硅光伏電池都為同質(zhì)光伏電池。這樣如果用導線連接兩個電極，就會有“光生電流”流過，從而產(chǎn)生電能。較為常見的混合系統(tǒng)是風一光互補系統(tǒng)，系統(tǒng)結構框圖如圖 23所示。圖 21 所示是典型獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖。目前我國在小功率逆變器上與國外處于同一水平，但在大功率逆變器上有較大的差距。如果光伏發(fā)電系統(tǒng)中所需功率超過光伏模塊功率，則需要根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率要求，將同規(guī)格的光伏模塊串聯(lián)起來構成光伏陣列 (PV Array)為系統(tǒng)提供更高的輸出功率和輸出電壓。根據(jù)設計要求，從以下幾個方面進行研究設計 : (1) 介紹光伏發(fā)電的的基本狀況和前景，理解光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成和分類，明確離網(wǎng)型光伏逆變器的作用與發(fā)展及設計的目的。通常而言，太陽能發(fā)電指的是太陽能光伏發(fā)電，簡稱“光電”。近幾年國際上光伏發(fā)電快速發(fā)展， 20xx 年全球太陽能新裝容量達2826mwp，其中德國約占 47%，西班牙約占 23%，日本約占 8%，美國約占 8%。 1990 年德國政府率先推出“一千屋頂計劃 。 國外光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀 太陽能是一種朝陽產(chǎn)業(yè)，不僅擁有良好的經(jīng)濟前景，且隨其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，將提供越來越多的就業(yè)機會。 (4)上海十萬個太陽能屋頂計劃上海十萬個太陽能屋 頂計劃研究，是在世界自然基金會和上海市經(jīng)委的支持下。該太陽能光伏系統(tǒng)使用單晶硅組件，采用了不可逆流、無儲能的太陽能光伏發(fā)電 技術。 (2)深圳園博 園 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，該項目總投資 750 萬美元，這是國內(nèi)第一座 MW 級太陽能發(fā)電站。 20xx 年，電池產(chǎn)量約150 MW，組件產(chǎn)量約 284 MW，國內(nèi)安裝量約 5 MW，累計安裝量 70 MW。同時對于目前的一些能源問題，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)都可以很好的解決，這將會對我們社會所面臨的能源問題做出相當大的貢獻。在中國水電和風力發(fā)電已成為商業(yè)發(fā)電，但他們的資源是有限的，他們不可能即使利用所有的資源滿足未來的需求。 Matlab simulation 目錄 摘要 ..................................................... 錯誤 !未定義書簽。光伏離網(wǎng)逆變器中逆變電路的設計 摘 要 由于近年來不可再生能源的不斷消耗，能源危機日益凸顯，各國都在加緊開發(fā)新能源。 DSP。因此，發(fā)展可再生能源是全球未來的能源發(fā)展的必由之路。因此，將來光伏發(fā)電系 統(tǒng)的發(fā)展前景會很樂觀。 20xx～ 20xx 年，受德國市場的巨大需求影響，國內(nèi)光伏企業(yè)的產(chǎn)能迅速擴展，產(chǎn)量迅速增長。使他們達到人均擁有發(fā)電容量 100 瓦的水平。這套光伏發(fā)電系統(tǒng)總投資約 1000 萬元，總裝機容量為 100 千瓦。該系統(tǒng)將穩(wěn)定運行 25年，累計可生產(chǎn)約 475 萬度綠色電力，可減排 2500 多噸廢氣．替代 1500 噸標準煤。 (5)其他建設項目 西部 7省無電鄉(xiāng) 村通信工程項目、無錫國家工業(yè)設計園 300千瓦屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)、上海崇明島生態(tài)公園 85 千瓦屋頂光伏系統(tǒng)、香港灣仔政府大樓屋頂光伏系統(tǒng)、廣州十萬個光伏屋頂計劃、烏拉特后期 1MW 沙漠太陽能光伏并網(wǎng)電站，該電站將是目前國內(nèi)最大的沙漠太陽能光伏電站。并制定相應的光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展計劃。美國能源部預測，在今后十年內(nèi)世界太陽電池銷售量將以年均 30％的速度增長，到 20xx 年將達到 ，累計容量將達到 20GWp。 太陽能光伏發(fā)電的概述 太陽能發(fā)電可分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電兩種。 10%,50Hz,輸出功率 =100W，效率 80%。因大功率光伏模塊安裝、維護方便，因此在光伏發(fā)電系統(tǒng)中 200Wp 以上的光伏模塊更受歡迎。該環(huán)節(jié)的主要指標要求是變換的高可靠性和高轉換效率。獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏電池陣列、蓄電池組、控制器和逆變器及負載等部分。 交 流 負 載蓄 電 池控制器光伏電池組件D C / D C 變換 器直 流 負 載D C / A C 變換 器電 網(wǎng) 圖 22 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng) 混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)是指在光伏發(fā)電的基礎上增加一組發(fā)電系統(tǒng)，以彌補光伏發(fā)電系統(tǒng)受環(huán)境變化影響較大造成的陣列發(fā)電不足，或電池容量不足等因素帶來的供電 不連續(xù)。光生電動勢使 P 區(qū)和 N區(qū)分別帶正負電，從而產(chǎn)生光生伏特效應。在同一個半導體材料構成一個或多個 PN 結。這種光伏電池大大地減少半導體材料的消耗（薄膜厚度以 μ m計）從而大大地降低了光伏電池的成本。 按電池材料分類： （ 1） 硅光伏電池：包括單晶硅光伏電池、多晶硅光伏電池和非晶硅光伏電池。非晶硅材料基本被制成薄膜電池形式。其特點是轉換效率低、價格便宜、輕便，易于大規(guī)模生產(chǎn)。諾依曼結構的處理器相比有了本質(zhì)的改進，為復雜信號處理算法和控制算法的實現(xiàn)提供了良好的實現(xiàn)平臺 [11]。引導（ BOOT） ROM,外部存儲器擴展接口。因此， CPU 將所有的外設都映射到了數(shù)據(jù)存儲器空間。其電路連接如圖 。 JTAG 的工作原理：在器件內(nèi)部定義一個 TAP（ TEST ACCESS PORT，測試訪問口），通過專用的 JTAG 測試工具對內(nèi)部節(jié)點進行測試和調(diào)試。其設計原理圖如圖 。 A/D 轉換調(diào)理電路與 DSP 的連接如圖 所示。其余管腳的連接如圖 。 為了使光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠不間斷的往外輸出功率，前級的 Boost 升壓斬波電路應該工作在電感足夠大電流連續(xù)的模式下。工作頻率過高，則輸出波形諧波含量少，有利于濾波器的設計。本設計最終采用的 IGBT其主要參數(shù)為：900V。 因而 RCD 箝位式緩沖電路成為 IGBT 器件最實用的緩沖電路 之一。因此，針對本設計逆變系統(tǒng)的特點，選用 IGBT 作為開關器件。綜上所述，本設計最終采其主要參數(shù)為： 900V。 三、交流測輸出濾波電容的設計 由于電感和電容一起構成 LC 式的阻高頻通低頻的低通濾波器，有效的抑制了高次諧波，同時又要遠大于基波的頻率，避免輸出電流發(fā)生畸變，一般取電流的基波頻率為 10～ 20倍的基波頻率，本文取 13倍的基波頻率進行分析。幅值不同的正弦參考波產(chǎn)生寬度不同的 SPWM 波。三角載波的時間是開關管的周期來產(chǎn)生的。 圖 SPWM波生成的原理 在本課題 SPWM 波生成的方法為： 利用 DSP 中的事件管理模塊 (EvA)可以產(chǎn)生 SPWM 波。為了同一橋臂的上下的開關管直通，兩路互補的 PWM 信號還需要要通過死區(qū)時間寄存器 (DBTCONx)來設置一定的死區(qū)時