【正文】 1293．[31] Liang T J，Kou Y C，Chen J R．Singlestage photovoltaic energyconversion system[J]．IEEE Proceedings on Electric Power Application，2001，4(148)：339中斷程序如圖45所示。單片機(jī)外接的獨(dú)立式鍵盤電路可以控制開關(guān)機(jī)，手動(dòng)控制切換開關(guān)。利用單片機(jī)控制對系統(tǒng)的過流保護(hù)保證了系統(tǒng)能安全運(yùn)行。SA4828和AT89C51的接口電路在第二章已經(jīng)詳細(xì)介紹，在這里不再贅述，單片機(jī)控制SA4828產(chǎn)生PWM脈沖的軟件流程如圖53所示。如果市電供電正常，再對太陽能電池進(jìn)行電壓檢測，判斷其電壓值是否滿足并網(wǎng)發(fā)電的最低要求，如果滿足，則繼續(xù)下一步操作，如果不滿足，中止光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)動(dòng)作。其控制程序如下：ORG 0000HSJMP MAINORG 0003HSJMP INT0ORG 0013HSJMP INT1MAIN MOV SP, 60HINIT: CLR CLR CLR SETB EASETB EX0SETB EX1圖42 主程序流程圖LOOP: JNB , ELEC1SETB ELEC1: ACALL T_PWMJNB , ELEC2CLR LCALL ALARM2ELEC2: JNB , ELEC2LCALL ALARM2LCALL STOPSETB ELEC3: JNB , ELEC4LCALL ALARM1SETB ELEC4: SJMP LOOPRET 市電檢測及光伏發(fā)電系統(tǒng)投切程序設(shè)計(jì)市電電網(wǎng)檢測和光伏發(fā)電系統(tǒng)投切程序軟件流程如圖43所示。來檢測負(fù)載是否過流，如果過流，那么就必須停止發(fā)PWM停止逆變器的工作，如果不過流，那么程序又返回到顯示子程序繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行。（3）I/O口引腳：PO、PPP3為4個(gè)8位I/O口的外部引腳。40只引腳按其功能來分，可分為三類：（1）電源及時(shí)鐘引腳：VCC，VSS；XTALXTAL2。制造工藝為HMOS的MCS51單片機(jī)都采用了40只引腳的雙列直插封裝（DIP）方式，目前大多數(shù)為此類封裝方式。為了提高單片機(jī)管腳的利用率，檢測電路中加入一個(gè)與門，=1，只要有任何一相負(fù)載過流，=0，輸出“0”。正常工作狀態(tài)下，比較器的管腳1點(diǎn)位低于管腳2的點(diǎn)位，輸出0V，光耦合器U3不導(dǎo)通，發(fā)光二極管Z3截止，A相輸出為“1”的高電平；負(fù)載過流時(shí)，管腳1電位上升，當(dāng)高于管腳2的電位，使得“3”端輸出+12V電壓，光耦合器導(dǎo)通，發(fā)光二極管Z6發(fā)紅光，此時(shí)A相輸出“0”的低電平。當(dāng)直流側(cè)電壓從過壓值降到臨界電壓時(shí)，,，因此管腳3仍為0V，只有當(dāng)交流電壓繼續(xù)下降到一定值的時(shí)候，3管腳才能從0V上升到12V，此時(shí)，D00截止，,準(zhǔn)備下一次的過電壓檢測。直流側(cè)電壓約為240V，而+5V電壓加在電阻R06上上，經(jīng)R04,R05分壓后，電路設(shè)計(jì)時(shí)，使U1U2，這樣管腳3便維持在+12V，Z1承受正壓，發(fā)光，=0。214 逆變器驅(qū)動(dòng)電路 213逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路第三章 硬件電路 31欠電壓檢測電路當(dāng)太陽能電池板正常工作時(shí)，輸出電壓為96V，加在分壓電阻R10，R11上，比較器“+”端電壓U+，“—”，比較器輸出+12V電壓，光耦合器u2導(dǎo)通，發(fā)光二極管Z2承受正向電壓，發(fā)綠光，=0；當(dāng)太陽能電池板欠壓時(shí)，U+，比較器輸出為0，光耦合器u2不通，燈滅，=1。脈寬調(diào)制和驅(qū)動(dòng)電路逆變時(shí)的電路如圖所示，通過改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率、占空比，就可以改變控制逆變電路的工作情況，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。 圖212擾動(dòng)法在最大功率點(diǎn)附近來回振蕩的情形 圖213擾動(dòng)法誤判斷的情形 逆變器驅(qū)動(dòng)電路 如圖214所示，逆變器驅(qū)動(dòng)電路是采用AT89C51單片機(jī)控制SA4828產(chǎn)生SPWM調(diào)制信號(hào)，其中SA4828是產(chǎn)生三相SPWM信號(hào)的專用芯片。而在該條件下，U2對應(yīng)的輸出功率P1*P2*。2) 當(dāng)有云經(jīng)過時(shí)，日照強(qiáng)度發(fā)生快速變化，參考電壓調(diào)整方向發(fā)生錯(cuò)誤造成系統(tǒng)誤判。這樣系統(tǒng)就在點(diǎn)P4P3(Pl)P2之間循環(huán)振蕩，直至外部條件發(fā)生變化。調(diào)整后系統(tǒng)工作點(diǎn)位于Um右側(cè)，若經(jīng)檢測，計(jì)算得到的P2P1(大于的情況也可類似討論)，則改變原先的調(diào)整方向，變?yōu)椋篣3=U2△U，使得U3=Ul。假設(shè)參考電壓調(diào)整步長△UO，系統(tǒng)當(dāng)前工作點(diǎn)在Um左側(cè)附近的U1點(diǎn)。在這過程中就造成了部分功率損失。圖34擾動(dòng)法的控制流程圖采用擾動(dòng)控制方法實(shí)現(xiàn)MPPT，雖然可以動(dòng)態(tài)的跟蹤光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)輸出，較固定電壓法有更好的光伏系統(tǒng)利用率，但是卻存在一定的缺點(diǎn)。反之亦然。首先計(jì)算太陽能電池的輸出功率P(k)，并與上一周期的輸出功率P(k1)}=L較。其具體的控制算法如圖34所示。（2） 擾動(dòng)觀察法擾動(dòng)觀察法算法簡單，易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)廣泛用于最大功率點(diǎn)的跟蹤上。固定電壓法優(yōu)點(diǎn)是控制簡單，易實(shí)現(xiàn)，可靠性高；系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)振蕩，有很好的穩(wěn)定性。實(shí)質(zhì)是把MPPT控制簡化為穩(wěn)壓控制。（1）固定電壓法在日照強(qiáng)度較高時(shí)，各曲線的最大功率點(diǎn)所對應(yīng)的太陽能電池工作點(diǎn)電壓變化不大。因此最大功率點(diǎn)跟蹤的實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)是一個(gè)自尋優(yōu)過程，即通過控制陣列端電壓，使陣列能在各種不同的日照和溫度環(huán)境下智能的輸出最大功率。日照強(qiáng)度和溫度對太陽能電池陣列的開路電壓和短路電流有很大的影響，當(dāng)前光伏電池的光電能量轉(zhuǎn)換效率在實(shí)驗(yàn)室條件下最高不超過百分三十，為了最大限度的提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率，使其功率輸出最大化，需要對光伏電池的最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤。隨著針對于光伏系統(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)比較有前景的。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，由于電感的體積、成本等因素的影響，一般只需考慮電感的下限值，即取稍微大于下限值即可。對于電感值的選取，可以從以下兩個(gè)方面來考慮：a)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。如果忽略電路中的損耗，則由電源提供的能量僅由負(fù)載R消耗，即 (27) 該式表明，與降壓斬波電路一樣，升壓斬波電路也可看成是直流變壓器根據(jù)電路結(jié)構(gòu)并結(jié)合（323）得出電流的平均值I0為 (28)由式（324）即可得出電流I1為 (29) (1)濾波電感的選取在全橋逆變器中，輸出濾波電感是一個(gè)關(guān)鍵性的元件，并網(wǎng)系統(tǒng)要求在逆變器的輸出側(cè)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為1，波形為正弦波，輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相。在以上分析中，認(rèn)為V處于通態(tài)期間的電容C的作用使得輸出電壓U0不變，但實(shí)際上C值不可能無窮大，在此階段其向負(fù)載放電，U0必然會(huì)有所下降，故實(shí)際輸出電壓會(huì)略低于式（24）所得結(jié)果。將升壓比的倒數(shù)記作，即。設(shè)V處于斷態(tài)的時(shí)間為toff，則在此期間電感L釋放的能量(U0E)I1toff。因此C值很大，基本保持輸出電壓uo為恒值，記為Uo。該電路中也是使用一個(gè)全控型器件。系統(tǒng)主電路的拓?fù)潆娐啡鐖D21所示： 前級Boost電路的工作原理電路原理圖：Boost電路由開關(guān)管v，二極管VD，電感L，電容C組成，完成將太陽能電池輸出的直流電壓場v升壓到Vdc，其原理圖如圖2．9所示?？刂齐娐返暮诵男酒荰I公司的TMS320F2407。后級的DCAC逆變器，采用單相逆變?nèi)珮?，作用是將DClink直流電轉(zhuǎn)換成220V50Hz正弦交流電，實(shí)現(xiàn)逆變向電網(wǎng)輸送功率。 .2 系統(tǒng)的總體方案