【正文】 電壓，只需控制逆變器的輸出電流以跟蹤電網(wǎng)電壓，即可達(dá)到并聯(lián)運(yùn)行的目的。 10 控制策略的分析與實(shí)現(xiàn) 逆變器電流跟蹤控制方式 光伏并網(wǎng)逆變器的控制目標(biāo)是控制并網(wǎng)逆變器輸出為穩(wěn)定的高質(zhì)量的正弦波電流，同時(shí)要求并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，因此必須采用合適的控制策略以達(dá)到上述的控制目標(biāo)。電壓 型逆變器的輸出采用電流控制，只需控制逆變器的輸出電流跟蹤電網(wǎng)電壓，既可達(dá)到并網(wǎng)運(yùn)行的目的，其控制方法相對(duì)簡(jiǎn)單，是最常用的光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)。 電網(wǎng)可視為容量無窮大的定值交流電壓源。典型的電流型逆變器結(jié)構(gòu)如圖 17 所示，直流回路的電感是實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電 流源的主要器件，為了改善并網(wǎng)電流的波形，在交流側(cè)要加濾波電容器，光伏陣列要串聯(lián)電感才能接在相應(yīng)的直流母線上。 并網(wǎng)逆變器實(shí)質(zhì)上是一 個(gè)有源逆變系統(tǒng)。并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的核心部件和技術(shù)關(guān)鍵。目前光伏系統(tǒng)中使用的太陽能電池多為硅太陽能電池，包括單晶硅、多晶硅以及多晶硅薄膜電池。因此要將幾片、 幾十片或幾百片單體太陽能電池根據(jù)負(fù)載需要，經(jīng)過串、并聯(lián)連接起來，構(gòu)成太陽 能電池組件，是可以單獨(dú)作為電源使用的最小單元。若在內(nèi)建電場(chǎng)的兩側(cè)引出電極并接上負(fù)載，則負(fù)載就有 “光生電流 ”流過，從而獲得功率輸出。 光伏陣列 本論文基于 TMS320F2812 的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (cell)，是光伏電池 (又稱 太陽能電池 )的最基本單元。它主要包括光伏陣列、并網(wǎng)逆變器等。本文主要要求完成 光伏并網(wǎng)發(fā)電系 統(tǒng)的研制，具體任務(wù)如下： ，選擇一種行之有效的最大功率點(diǎn) 跟蹤方法，建立光伏陣列的電路仿真模型 [9]，使光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真與控 制策略的驗(yàn)證成為可能 ； ，并用合適的控制 策略使之能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)本地負(fù)載的獨(dú)立發(fā)電運(yùn)行或并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行 ； 。 本課題的目的、任務(wù)及意義 通過上述分析，在能源需求急劇增加而化石能源日益緊張的背景下，太陽能作為一種取之不盡的、無污染的可再生能源己成為當(dāng)今最熱門的能源開發(fā)應(yīng)用的課題之一，也必將是 21 世紀(jì)最重要的能源之一。它由兩個(gè)半橋電路組成， 其工作原理是功率開關(guān)元件 VT1 與 VT4 互補(bǔ)， VT2 與 VT3 互補(bǔ)；當(dāng) VT1 與 VT3 同時(shí)導(dǎo) 通時(shí)，負(fù)載電壓 OdUU?? ；當(dāng) VT2 與 VT4 同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電壓 OdUU?? ； VT VT3 和VT VT4 輪流導(dǎo)通，負(fù)載兩端就得到交流電能。其工作原理是，當(dāng)兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān) VT VT2 一起運(yùn)行時(shí)，兩倍于半導(dǎo)體開關(guān)的極限電壓將施加于兩個(gè)開關(guān)管，所以單相推 挽式逆變器多用于直流母線電壓不太高的地方，而且這種結(jié)構(gòu)的逆變器效率低下、很難帶動(dòng)具有感性特征的負(fù)載。U o 圖 18 單相半橋逆變器電路拓?fù)鋱D 7 單相推挽式逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 單相推挽式逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 19 所示。U dV T 1V T 2。 C 1C 2V D 1V D 2。它的工作原理是當(dāng)兩個(gè)功率開關(guān)元件不導(dǎo) 通時(shí)，承受直流電源電壓 dU ；由于電容 C1 和 C2 兩端電壓均為 2dU （假設(shè) C1=C2） ,因此功率元件VT1 和 VT2 承受的電流為 2dI 。 單相半橋式電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 單相半橋式電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 18 所示。 由于電流型不太常用，因此對(duì)其不作詳細(xì)的討論。 電流型單相全橋逆變電路 直流母線電感 dL 濾波， VT VT4 和 VT VT3 交替導(dǎo)通 /關(guān)斷；負(fù)載上的電流波形為方波，幅值為 dI ；開關(guān)管 VT1～ VT4 上承受的電壓為負(fù)載上的電壓。因此，半橋電路常常用于幾千瓦以下的小功率逆變電源。 V D 1V D 2V 1V 1LRC 1C 2U oU d 圖 15 電壓型單相半橋逆變電路 半橋逆變電路的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，使用器件少。 根據(jù)輸入直流電源的性質(zhì)、逆變器的直流輸入波形和交流輸出波形，可以把逆變器分成電壓型逆變器（也可以稱為電壓源逆變器）和電流型逆變器（也可以稱為電流源逆變器）。 光伏發(fā)電系統(tǒng)中逆變器的架構(gòu)及類型（單相） 將直流電變換為交流電的過 程稱為逆變換或 DC－ AC 變換，實(shí)現(xiàn)逆變的主電路稱為DC－ AC 變換電路?？烧{(diào)度式光伏發(fā)電系統(tǒng)比并網(wǎng)型和獨(dú)立型有更大的靈活性，但成本更高，系統(tǒng)控制也較復(fù)雜。當(dāng)電網(wǎng)斷電也 沒有太陽光照時(shí)，蓄電池等部件提供一定時(shí)間的能量供給，而在電網(wǎng)正?；蛴泄庹漳芰枯斎霑r(shí)，可對(duì)蓄電池補(bǔ)充能量。與獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)比較，并網(wǎng)型沒用蓄電池，在沒有太陽能光照條件下不能獨(dú)立對(duì)用戶供電，但極大的節(jié)太陽能 電池 逆變器 交流負(fù)載 充電 控制器 直流 負(fù)載 蓄電池 4 約設(shè)備成本，簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu)。如下圖 12： 圖 12 獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng) 并網(wǎng)型：并 網(wǎng)型系統(tǒng)分為逆潮流系統(tǒng)和非逆潮流系統(tǒng)兩種。這種系統(tǒng)中要把使用的電量限制在 PV系統(tǒng)的發(fā)電量以下，考慮到夜間和雨天 PV系統(tǒng)不能發(fā)點(diǎn)，此時(shí)需要由蓄電池供給電力，西電池必須預(yù)先充電。 獨(dú)立型：沒有與電力公司的配電線并 網(wǎng)的系統(tǒng)成為獨(dú)立型系統(tǒng)。同時(shí)采用先進(jìn)的控制算法是提高逆變器效率的方法之一。因此，研究具有電能質(zhì)量調(diào)節(jié)功能的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)有重要意義，其研究主要放在并網(wǎng)逆變器的控制方法上，相同的拓?fù)潆娐?，采用不同的控制方法能夠產(chǎn)生不同的控制效果。掌握并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)的核心 —— 并網(wǎng)逆變技術(shù)對(duì)發(fā)展并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)具有至關(guān)重要的作用。 3 盡管我國(guó)研制太陽能電池始于 1958 年，中國(guó)的光伏技術(shù)經(jīng)過了 50 年的努力，已經(jīng)具有一定的水平和基礎(chǔ)，但是與世界先進(jìn)國(guó)家相比仍有不小的差距。此后，光伏發(fā)電就不斷摸索中發(fā)展。在這些地方發(fā)展并網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃，對(duì)于緩解當(dāng)?shù)氐哪茉簇毞η闆r，提高當(dāng)?shù)厝藗兩钏接兄鴺O其重要的意義。 我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌和蓬勃發(fā)展時(shí)期，但能源問題嚴(yán)峻，由于城市中大量使用化石能源，環(huán)境持續(xù)惡化。 充分開發(fā)利用包括太陽能在內(nèi)的可再生能源、實(shí)現(xiàn)能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。近年來世界太陽能光伏一直保持著快速發(fā)展，十世紀(jì)九十年代后期世界光伏市場(chǎng)更是出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，進(jìn)一步促進(jìn)了發(fā)展速度。美國(guó)于 1973 年首先制定了政府光伏發(fā)電發(fā)展計(jì)劃，明確了近、中、遠(yuǎn)期的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)；日本于 1974 年開始執(zhí)行“陽光計(jì)劃”，投資 5 億美元，迅速發(fā)展成為世界太陽能電池的生產(chǎn)大國(guó)。 PV系統(tǒng)的輸出功率受輻射照度的強(qiáng)烈影響，也受太陽能電池組件內(nèi)的太陽能電池單元的溫度影響，因此用在日照強(qiáng)度為 21kwm 、單元 溫度為 25 攝氏度的標(biāo)準(zhǔn)條件下的最大輸出功率表示標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池陣列的輸出功率。在電路中各太陽能電池組件串通過防止逆流元件相互并聯(lián)連接 [3]。太陽能電池鎮(zhèn)流是有太陽能電池組件集合體的太陽能電池組件串、防止逆流元件、旁路元件和接線箱等構(gòu)成的。太陽能電池組件的轉(zhuǎn)換效率，單晶硅太陽能電池為 12%15%，多晶硅太陽能電池為 10%13%，非晶硅太陽能電池和化合物半導(dǎo)體太陽能電池是 6%9%，由于實(shí)驗(yàn)的限制，我們大多采用第三者。 太陽能功能電池組件就是將數(shù)十個(gè)太陽能電池單元進(jìn)行耐候性封裝。 太陽光照在半導(dǎo)體 pn 結(jié)上，形成新的空 穴 電子對(duì)，在 pn 結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由 n 區(qū)流向 p 區(qū)，電子由 p 區(qū)流向 n 區(qū)，接通電路后就形成電流。 太陽能是一種輻射能，它必須借助于能量轉(zhuǎn)換器才能轉(zhuǎn)換成為電能。 光伏電池的早期應(yīng)用主要局限于科學(xué)研究及軍事，航空等特殊領(lǐng)域。其原因可能是人們對(duì)信息的追求特別強(qiáng)烈，而常規(guī)能源還能滿足人類對(duì)能源的需求。 關(guān)鍵詞：光伏系統(tǒng)，單相， DSP 控制 II DESIGN OF SINGLEPHASE GRIDTIED INVERTER FOR PHOTOVOLTAIC SYSTEM BASED ON DSP ABSTRACT Due to tight global energy and environmental pollution gradually growing, clean, renewable solar energy more and more people are seriously. Solar energy is the first time, but also renewable energy. It is rich in resources, can use free of charge, and without transportation, without any pollution to the environment. For mankind to create a new life, so that social and human energy into a era of reducing pollution. Is a ponent of photovoltaic panels in the sun exposure will generate direct current power generation devices, from virtually all semiconductor materials (eg silicon) are made of thin photovoltaic cells posed of solid. Because there is no part of activity, and would thus be a long time operation would not lead to any loss. Simple photovoltaic cells for watches and puters to provide energy, and more plex PV systems to provide lighting for the housing and power supply. we almost go deeply into the source inverter in PV systems， and the Voltage SinglePhase FullBridge Controlled Rectifier is the most important simple for us to research, as thus it will relate to MPPT and PWM controller technology. The bridge has pushpull inverter circuit to overe the shorting, power transistor circuits of the output pulse width adjustment； the output voltage of the RMS is changed. Because of this circuit has freewheeling loop, even to the perceptual load, the output voltage waveform nor distortion. This circuit faults is under the arm, bridge, no power transistor must therefore be adopted by isolating circuit or special driving power. These kinds of inverter circuit are needed to control circuit, general square wave and are weak wave two control mode, the output pulse inverter circuit is simple, low cost, low efficiency, harmonic ponents. Sine wave output is the development trend of the inverter, along with the development of III microelectronics technology, PWM function of micro processor is also available, so the sinusoidal output inverter technology has matured. KEYWARDS： PV systems, singlephase， DSP i 目錄 摘要（中文） ............................................................................................................................. I 摘要（外文） .........