基于DSP的智能光伏并网逆变器控制电路设计

目前分布式光伏并网发电已开始越来越普及,因此设计智能、高效、可靠的小型光伏并网逆变器具有十分重要的现实意义。根据光伏并网发电系统特点,研制了一台2kW的单相光伏并网逆变器,该逆变器采用成熟的主电路结构,以数字信号处理器(DSP)为主控芯片,分模块设计了控制电路,实现了最大功率点跟踪(MPPT)控制、双闭环并网逆变控制、数字锁相环(DPLL)控制等功能。样机经现场运行,结果表明所设计的控制电路可行,控制效果理想。     

一种新型绿色能源并网发电实验平台设计

介绍了一种新型绿色能源并网发电实验平台设计和实现方案。本实验平台是以C8051F120为控制核心,通过采样市电电网信号,实现电网电压频率和相位追踪的并网发电模拟装置。实验平台以IGBT单相全桥作为逆变主电路,利用自行绕制的电感组成LCL滤波器进行滤波,通过软件方式生成正弦波脉宽调制波（SPWM）来实现最大功率追踪（MPPT）。实验平台具有软硬件自动过流保护和欠压保护功能,另外系统硬件电路简单,造价低廉,在教学经费有限的情况下对高年级电气专业学生的实习和实践提供了硬件保证。     

太阳能光伏发电并网模拟装置的研究

从节能减排的角度出发,设计了一种基于SPWM技术的光伏并网发电模拟装置,DC/AC逆变可以有效地进行直流至交流的转换。系统通过单片机编程的方式实现了最大功率点控制、频率和相位的跟踪。同时单片机还能通过编程方式实现PWM脉冲宽度调制。本系统最大的特点是用模拟的方式简明地介绍了整个光伏并网发电系统。     

单级式光伏并网逆变系统设计研究

智能电网和微电网理论的提出,为光伏并网发电技术提供了更为广阔的发展空间。在对光伏并网逆变技术研究的基础上,对单级式光伏并网系统进行了设计研究。首先对光伏并网逆变系统的结构进行了分析,确定了系统的主电路拓扑、滤波电路结构和工频变压器的联结方式。然后提出了一种可以实现电流零稳态误差的PR控制策略,并对PR控制器进行了分析和设计。最后对单级式光伏并网逆变系统建立了数学模型,并通过Matlab仿真对上述研究和设计进行了验证。     

基于MMC的光伏并网发电系统控制策略研究

传统的二、三电平变换器无法满足高电压、大容量光伏发电系统的要求,因此提出一种基于模块化多电平拓扑(MMC)的光伏发电系统。在此系统中,光伏阵列通过Boost电路后集成于MMC的各个子模块中,这样将有效地降低了开关管的电流应力和电压应力,并且增加了系统的电压和容量。针对系统的控制策略进行研究,通过改变子模块Boost电路中开关管的占空比来稳定子模块电容电压,并网系统的MPPT控制和并网控制则通过逆变电路来实现。此外,提出了该系统的保护控制策略。最后,搭建基于MMC光伏并网发电系统的仿真模型和实验样机,仿真和实验结果有效地证明了控制策略的正确性。     

小功率太阳能电源逆变装置的设计

以TMS320LF2407型DSP为核心,采用两级结构设计了小功率太阳能电源逆变装置。前级为升压斩波器,用于实现最大功率跟踪(MPPT);后级为全桥式逆变器,用于实现对并网电流的控制。针对传统PI控制的不足,采用了PI控制和重复控制相结合的控制策略,以实现并网电流与电网电压可靠同步。实验证明,所设计的逆变装置具有良好的稳定性和可靠的控制策略,可广泛用于家庭、单位或社区里的光伏电源系统。     

基于坐标变换的单相光伏并网控制策略的研究

一种单相两级式光伏并网发电控制系统的仿真研究。根据硅型光伏电池的特性,研究设计了光伏电池的仿真模型,该模型可以模拟任意日照和温度下光伏电池的输出特性。在最大功率点跟踪的算法方面,基于传统电导增量法的进行改进,提出了一种变步长的跟踪算法。逆变环节采用全桥逆变电路,根据瞬时无功理论,虚拟出一个与单相交流电流分量正交的交流量,基于旋转坐标变换并利用PI调节控制来实现逆变电流的无静差并网控制,同时实现了有功、无功功率的解耦控制。详细分析了所提出的系统的工作原理和控制策略,采用Matlab/Simulink对系统进行了仿真验证,仿真结果表明该系统能实现光伏阵列最大功率点的快速、准确跟踪,逆变输出电流控制精度高、谐波含量低,能实现单位功率因数并网发电。     

新型Z源光伏并网发电系统

本文提出了一种新型Z源光伏并网发电系统,与传统的Z源光伏并网发电系统相比,具有更高的功率密度,同时光伏电池与逆变桥臂实现了共地,电磁干扰(EMI)也更小。分析了该发电系统的工作原理和调制策略,并提出了一种能够维持直流链峰值电压恒定的并网控制策略,实现了光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)、直流链电压的升压以及网侧电流的单位功率因数运行。仿真和实验结果验证了新型Z源光伏并网发电系统能够适应光伏电池电压的宽范围变化,具有很好的应用前景     

三相光伏并网系统的运行控制研究

随着光伏发电技术水平不断提高,光伏并网系统在未来具有较大发展潜力。分析了光伏并网发电系统的工作原理,在光伏电池工程用数学模型下,选用导纳增量法的MPPT算法,建立了光伏阵列仿真模型。并网逆变器则采用电压外环、电流内环的SPWM双环控制策略。仿真结果表明,搭建的仿真模型能够满足实际并网规范要求,可以用于光伏发电并网方面的仿真研究。     

串联型Z源光伏并网发电系统

提出了一种串联型Z源光伏并网发电系统,与传统的Z源光伏并网发电系统相比,具有更高的功率密度,同时光伏电池与逆变桥臂实现了共地,电磁干扰(EMI)也更小.分析了串联型Z源逆变器的工作原理,并提出了一种能够维持直流链峰值电压恒定的Z源电容电压控制方法,设计了该系统并网控制策略,实现了光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)、直流链电压的升压以及网侧电流的单位功率凶数运行.仿真和实验结果证明所提串联型Z源光伏并网发电系统能够适应光伏电池电压的宽范围变化,具有很好的应用前景.     

基于dsPIC30F3011的单相光伏并网逆变器设计

为满足小功率光伏阵列并网的需求,以dsPIC30F3011芯片为控制器设计了一种2 kW的单相光伏并网逆变器。给出了光伏并网逆变器的主电路结构及控制方案,采用了Boost电路及改进的扰动观察法来实现MPPT过程;在并网过程中,采用了电压电流双闭环控制策略,实现了单位功率因数并网。最后设计了系统的硬件电路及控制软件,并通过实验验证了逆变器的可靠性。     

基于边界扫描的MPPT光伏并网控制

光伏发电的随机性和无功负荷极大地影响配电网的运行质量。为了提高配电网的电能质量和并网设备利用率,将配电网静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator,DSTATCOM)与光伏并网逆变器相结合实现无功补偿。并在此基础上,提出一种基于边界扫描的MPPT方法,速度快、精度高,能减少直流电压的震荡。最后,通过仿真验证了新型MPPT光伏并网方法的有效性和良好的动静态性能。     

一种用于光伏发电系统的新型高频逆变器

提出一种新型的用于光伏发电的高频逆变电路,该电路适用于小型光伏并网发电系统,由Buck-Boost变换器和电流源高频链逆变器构成。Buck-Boost变换器工作在电感电流断续模式,由它来实现光伏模块的最大功率点跟踪;高频链逆变器对Buck-Boost变换器输出的能量进行逆变,得到与电网电压同步的电流。该电路结构简单、效率高,光伏模块的最大功率点不受负载变化的影响。该方案通过了实验验证。     

三相单级式光伏发电系统并网控制与仿真

基于三相单级式光伏并网发电系统的电路拓扑结构,提出了一种快速逼近插值算法实现光伏发电的最大功率跟踪,光伏并网采用电压外环和电流内环双闭环控制,通过同步旋转坐标变换结合逆变器的控制,利用比例积分控制实现无功功率与有功功率的独立解耦控制。MATLAB系统仿真结果表明,该方法能够快速稳定地实现单位功率因数最大功率并网,降低并网系统成本,提高光伏并网的电能质量。     

一种太阳能光伏并网逆变器的研究

对光伏并网发电的关键技术进行研究,主要包括DC／DC模块和DC／AC模块。详细分析了前级DC／DC模块利用BOOSTCE路实现最大功率跟踪的理论依据。提出后级逆变控制系统的关键是控制逆变输出电流,使其与电网电压同频同相。ATmegal 16单片机和独立的HT1215纯正弦波单相逆变芯片相结合,重点分析了同步问题。最后给出了双极性SPWM的产生原理．并在MATLAB／Simulink仿真环境下对单相全桥逆变电路进行仿真,仿真结果和理论计算值一致。     

多路并网光伏发电系统的仿真与分析

对一种多路并网光伏发电系统进行了细化研究,该系统中所有光伏阵列各自通过一个Boost DC/DC电路和同一个逆变器并联,然后实现并网。先讨论了各主要元件的参数选取方法,并确定了控制策略。前级Boost斩波电路通过调节占空比改变光伏阵列的输出电压,实现最大功率点跟踪;后级逆变电路采用电压外环,电流内环的双环控制方法,电压外环控制逆变器直流侧电容电压的稳定并给出内环电流参考值的幅值,电流内环控制逆变器输出电流为参考值以实现并网,各路光伏阵列的最大功率点跟踪相互独立,互不干扰,提高了效率。最后用Matlab/Simulink进行了仿真,验证其有效性。     

Investigation of the behavior of a three phase grid-connected photovoltaic system to control active and reactive power

In this paper, a photovoltaic (PV) system, with maximum power point tracking (MPPT), connected to a three phase grid is presented. The connection of photovoltaic system on the grid takes place in one stage using voltage source inverter (VSI). For a better utilization of the photovoltaic system, the control strategy applied is based on p-q theory. According to this strategy during sunlight the system sends active power to the grid and at the same time compensates the reactive power of the load. In case there is no sunlight (during the night for instance), the inverter only compensates the reactive power of the load. In this paper the use of p-q theory to supply the grid with active power and compensate the reactive power of the load is investigated. The advantage of this control strategy is that the photovoltaic system is operated the whole day. Furthermore, the p-q theory uses simple algebraic calculations without demanding the use of PLL to synchronize the inverter with the grid.     

基于LCL滤波器的光伏并网逆变器控制策略

在并网逆变器中引入LCL滤波器取代单个电感滤波器.并针对采用LCL滤波器对并网逆变器系统带来的不稳定性,分别对比了以并网电流作为反馈变量和逆变器侧电流作为反馈变量的电流内环控制方法,提出了基于桥臂输出电流闭环与电压外环的双环控制策略.由于以并网电流为反馈变量的控制系统为三阶系统,所提控制系统稳定性和鲁棒性较好.搭建了三...     

光伏发电系统最大功率点跟踪控制及拓扑结构研究的新进展

本文针对光伏器件的特点提出两种新的最大功率点跟踪控制方法：短路电流结合扰动观察法及用非对称模糊控制的扰动观察法。前一种方法在短路电流控制方法的基础上引入了优化扰动步长的扰动观察法，它可有效消除光伏器件输出功率在最大功率点的振荡现象。第二种方法把非对称模糊控制引入传统的扰动观察法，它在光伏器件最大功率点两侧的特性采取不同的扰动步长，可有效消除传统方法在最大功率点处的功率振荡。仿真和实验研究证明：上述两种方法可以快速跟踪外部环境变化，并消除系统在最大功率点的振荡现象。同时本文提出一种新型的用于小功率光伏发电的高频逆变电路，它由buck－boost变换器和电流源高频链逆变器构成。由它来实现光伏模块的最大功率点跟踪，得到与电网同步的电压。该电路结构简单、效率高，光伏模块的最大功率点不受负载变化的影响。该方案通过实验验证。     

实用单相并网逆变器的设计

光伏发电系统的核心是并网逆变器,根据单相光伏并网逆变器的基本原理和控制策略,设计的单相并网逆变器采用前级DC/DC高频升压,后级DC/AC工频逆变的前后两级结构,这样的设计模式具有电路简单、性能稳定、转换效率高等优点。给出了硬件主回路,DC/DC控制模块选用的是SG3525控制芯片,DC/AC控制模块选用TI公司的DSP芯片TMS320F240作为控制CPU,通过其精确控制使整个逆变器可靠、稳定的工作。