【正文】 l0181。s時(shí)間內(nèi)將引腳3輸出電平降到0，其中電容CC2的作用為抑制高頻噪音。EXB841不具備過流保護(hù)功能，所以外圍必須設(shè)置過流保護(hù)電路，一旦電流太大，可通過外接光耦TLP521將此過流信號輸出，經(jīng)過一定延時(shí)，以防止誤操作和保證進(jìn)行軟關(guān)斷，然后由觸發(fā)器鎖定，實(shí)現(xiàn)對IGBT的保護(hù)。 系統(tǒng)保護(hù)電路 對于一個(gè)穩(wěn)定可靠的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，它必須具備一個(gè)完善的檢測與保護(hù)電路，二者缺一不可，這樣才能根據(jù)硬件電路的實(shí)時(shí)反饋信號來調(diào)整控制信號，以確保整個(gè)系統(tǒng)能夠按預(yù)定的控制策略穩(wěn)定地運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以立即停止系統(tǒng)的所有工作，保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。保護(hù)電路分為三種：過壓保護(hù)電路、過流保護(hù)電路以及溫度保護(hù)電路。 (a)過流保護(hù) （b）溫度保護(hù) 圖38 系統(tǒng)保護(hù)電路保護(hù)電路如圖38所示。分為兩個(gè)支路：一路為過電流保護(hù)(圖a)，霍爾電流傳感器得到一電流值io，首先通過一濾波電容，然后通過一電阻后輸入到比較器的正相端，與一給定的電壓相比較，如果輸入的電壓值大于給定的電壓值VCC，Uo便輸出高電平(信號OCP為高)，從而使DSP封鎖所有的PWM驅(qū)動(dòng)信號，停止整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；另一支路起溫度保護(hù)作用(圖b)，它用到的是溫度傳感器DS18B20，緊貼IGBT安裝，I/O口實(shí)時(shí)輸出一電流信號(溫度高，電流大)，此信號T直接通入DSP芯片的A/D口就行處理，停止整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行[6]。第四章 10kW三相并網(wǎng)逆變器仿真 光伏并網(wǎng)逆變器的仿真軟件在光伏并網(wǎng)逆變器中，整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)非常的重要，它是提高系統(tǒng)效率及可靠性、降低系統(tǒng)的成本的可靠保證。本文使用的仿真軟件是MATLAB。MATLAB是一種用于數(shù)值計(jì)算、可視化及編程的高級語言和交互式環(huán)境。使用MATLAB，可以分 析數(shù)據(jù)，開發(fā)算法，創(chuàng)建模型和應(yīng)用程序。借助其語言、工具和內(nèi)置數(shù)學(xué)函數(shù)，您可以探求多種方法，比電子表格或傳統(tǒng)編程語言（如 C/C++ 或 Java）更快地求取結(jié)果。MATLAB應(yīng)用廣泛，其中包括信號處理和通信、圖像和視頻處理、控制系統(tǒng)、測試和測量、計(jì)算金融學(xué)及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。在各行業(yè)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)中，有一百多萬工程師和科學(xué)家使用MATLAB這一技術(shù)計(jì)算語言。MATLAB下的SIMULINK工具能實(shí)現(xiàn)電力電子電路的仿真，并且在控制策略實(shí)現(xiàn)方面優(yōu)勢很明顯。SIMULINK是一個(gè)用來對系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真及分析的軟件包，它能夠幫助用戶迅速構(gòu)建其相應(yīng)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，并且在此基礎(chǔ)山進(jìn)行仿真分析。利用仿真的結(jié)果再去進(jìn)一步的修正系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這樣會(huì)使設(shè)計(jì)很快完成。同時(shí) SIMULIN中含有各種電路模塊包括糊控制所需的模塊，能夠搭建光伏陣列及并網(wǎng)逆變器電路及使用模糊控制策略，從而實(shí)現(xiàn)仿真分析。 光伏陣列仿真模型構(gòu)建光伏陣列是由若干個(gè)太陽能電池板經(jīng)過串聯(lián)、并聯(lián)方式而形成的。由于光伏陣列的構(gòu)成電路較為復(fù)雜，因此用一般的等效電路分析比較困難。通過建立光伏陣列的數(shù)學(xué)模型，來確定光伏陣列的各項(xiàng)參數(shù)變化的一般規(guī)律。再把光伏陣列的數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于 SIMULINK中，即可建立光伏陣列的仿真模型。光伏電池的生產(chǎn)商在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中一般都會(huì)在產(chǎn)品標(biāo)簽上標(biāo)明有光伏陣列的各種參數(shù)，如：短路電流、開路電壓、峰值工作電流、峰值工作電壓、尺寸、輸出功率等。把這些參數(shù)代入其對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以得到光伏陣列的各個(gè)運(yùn)行參數(shù)。當(dāng)外界溫度 Ta及光照強(qiáng)度R(W﹒m2)一定的情況下，光伏電池的溫度Tc可以由以下公式確定： （41）式中tc光伏太陽能電池板的溫度系數(shù)，在光伏太陽能電池板中的所有輻射用R表示。在標(biāo)準(zhǔn)的參考條件下即環(huán)境溫度是25oC，太陽能的輻射量是1000W/m2，設(shè)開路電壓為Uoc，短路電流為Isc，在最大功率點(diǎn)時(shí)的電壓為Um，電流為Im，那么光伏陣列的電壓和電流的關(guān)系為： （42）式中 ， （43）由標(biāo)準(zhǔn)的參考溫度Tref及標(biāo)準(zhǔn)的輻射強(qiáng)度Rref下的開路電壓為Uoc，短路電流為Isc，在最大功率點(diǎn)時(shí)的電壓Um電流Im，可以得到在任一溫度T及光照R條件下的開路電壓 U39。oc、最大功率點(diǎn)電壓U39。m 、電流I39。m及短路電流I39。sc ，其計(jì)算公式為： (44) (45) (46) (47)式中。根據(jù)上式中的數(shù)學(xué)模型，在 MATLAB 中利用 SIMULINK 工具，建立了光伏陣列的仿真模型如圖41所示，為了簡便各函數(shù)的表達(dá)式封裝在各模塊中。圖41 光伏陣列的仿真模型圖 10kW三相并網(wǎng)逆變器的仿真并網(wǎng)逆變器主電路的仿真圖如圖42所示。并網(wǎng)逆變器的輸入可以用兩個(gè)320V的直流電源來輸入，由3200181。F的穩(wěn)壓電容濾波后，三相逆變后直流電變成了380V的交流電，然后通過LCL濾波及負(fù)載和測量器件后，當(dāng)逆變器輸出的電流與電網(wǎng)的電壓同頻同相時(shí)，閉合三相斷路器。圖43為并網(wǎng)逆變器的控制電路仿真圖。直流側(cè)參考電壓與實(shí)際電壓相比較，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器后得到參考電流的幅值，與單位電網(wǎng)電壓的頻率和相位相乘后得到參考電流，參考電流同逆變器實(shí)際輸出電流相比較得到誤差電流，把誤差電流和誤差電流的變化量作為輸入經(jīng)過模糊控制器后與滯環(huán)比較器相連接，設(shè)置一定的死區(qū)時(shí)間，輸出的脈沖信號控制各個(gè)功率開關(guān)管的通斷，以此達(dá)到并網(wǎng)控制的目的。圖42 并網(wǎng)逆變器主電路的仿真圖圖43 為并網(wǎng)逆變器的控制電路仿真圖在主電路圖中直流電源經(jīng)過穩(wěn)壓濾波電容后，隨著反應(yīng)時(shí)間而逐漸趨于平穩(wěn)，電壓從640V逐漸降低最后穩(wěn)定在585V左右，如圖44所示。圖44 直流電源經(jīng)過穩(wěn)壓濾波電容后的電壓經(jīng)過逆變和三相負(fù)載后逆變器輸出的有功和無功功率如圖45所示。圖 45中一開始有功功率及無功功率大范圍的變化，此時(shí)是由于直流電源還不穩(wěn)定，當(dāng)直流電源穩(wěn)定在585V左右時(shí)，有功功率和無功功率上下變化的范圍較小，并且整個(gè)系統(tǒng)的功率在10kW左右。圖45 逆變器輸出的有功和無功功率圖46 逆變器輸出的電流和電網(wǎng)電壓的波形圖逆變器輸出的電流和電網(wǎng)電壓的波形圖如圖46所示。逆變器中輸出電流的頻率和相位一直跟蹤電網(wǎng)電壓的頻率和相位，并且其跟蹤速度很快。由于逆變器中的電流采用模糊滯環(huán)電流控制，其電流波形不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波而是不規(guī)則的波形，但是其大小在一定數(shù)值內(nèi)變化，而沒有超出環(huán)寬的范圍。 第五章 總結(jié)與展望 總結(jié)本文主要以光伏并網(wǎng)逆變器為主要研究對象，對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了較為全面的理論分析，對其定義、分類、工作原理、控制方法、主電路和控制設(shè)計(jì)及仿真電路逐一進(jìn)行研究。首先闡述了本課題的研究背景和意義、國內(nèi)外的光伏發(fā)展現(xiàn)狀以及光伏并網(wǎng)逆變器的發(fā)展趨勢。隨后從光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成、分類、工作原理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制方式幾個(gè)方面進(jìn)行概述。控制方式主要介紹了光伏逆變器的輸出電流的控制方式，即滯環(huán)電流瞬時(shí)比較方式、定時(shí)電流瞬時(shí)比較方式和SPWM電流跟蹤方式。然后對10kW光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括主電路參數(shù)設(shè)計(jì)和控制電路設(shè)計(jì)。主電路的設(shè)計(jì)主要指元器件的選擇，包括電感、電容和功率開關(guān)等的選擇?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)主要包括信號采樣電路、驅(qū)動(dòng)電路和系統(tǒng)保護(hù)電路等。最后在MATLAB的SIMULINK平臺中搭建10kW光伏并網(wǎng)逆變器的主電路和控制電路的仿真模型，驗(yàn)證其控制算法的可行性。 展望由于本人能力有限，加上時(shí)間倉促、條件不夠，本文所做的只是對光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了初步的研究。接下來還需要對以下各方面做進(jìn)一步的研究和探索：（1）需要對新的控制策略做進(jìn)一步的研究，提高并網(wǎng)電流波形的質(zhì)量，降低系統(tǒng)工作噪聲和減小諧波的輸出，控制策略需要做并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。（2）“孤島效應(yīng)”也是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中核心問題之一，它是指在電網(wǎng)失電情況下，發(fā)電設(shè)備仍作為孤立電源對負(fù)載供電這一現(xiàn)象。本系統(tǒng)并沒有對這部分內(nèi)容進(jìn)行研究和探索，為了實(shí)際應(yīng)用，需要研究檢測和防止孤島效應(yīng)的控制策略，以保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全性和可靠性。（3）沒有對光伏并網(wǎng)逆變器的另一重要領(lǐng)域一鎖相環(huán)技術(shù)進(jìn)行研究，而且并網(wǎng)過程中的一些理論方法仍需實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。(4)本論文只對 10KW 三相光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了電路設(shè)計(jì)和仿真，應(yīng)該在此基礎(chǔ)上研制一臺樣機(jī)來驗(yàn)證仿真結(jié)果，并對其中存在的問題進(jìn)行改進(jìn)。(5)光伏并網(wǎng)逆變器的國際最高效率可達(dá) 95%上下，在不影響逆變器性能的前提下，可以進(jìn)一步提高并網(wǎng)逆變器的效率。(6)進(jìn)一步研究新的控制算法，提高光伏陣列最大功率跟蹤的效率和并網(wǎng)逆變器的有效性。(7)對主電路的硬件設(shè)計(jì)，部分電路只是根據(jù)理論計(jì)算值進(jìn)行設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中還需要反復(fù)的調(diào)試才能找到比較合適的參數(shù)，才能保證光伏并網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定運(yùn)行參考文獻(xiàn)[1] [2] . 2011[3] [4] [5] [6] [7] [8] ， and of a 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