500W光伏并网逆变器设计

摘要:光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势。根据光伏并网发电系统的特点,设计了一套额定功率为500W的光伏并网逆变器,该并网逆变器能实现最大功率跟踪和反孤岛效应控制功能,控制部分采用基于TMS320F240型DSP的电流跟踪控制策略,实现了与网压同步的正弦电流输出。
关键词:太阳能;光伏系统;最大功率点跟踪;孤岛效应;并网逆变器
1 引言
  太阳能的大规模应用将是21世纪人类社会进步的重要标志,而光伏并网发电系统是光伏系统的发展趋势。光伏并网发电系统的最大优点是不用蓄电池储能,因而节省了投资,系统简化且易于维护。这类光伏并网发电系统主要用于调峰光伏电站和屋顶光伏系统。目前,美、日、欧盟等发达国家都推出了相应的屋顶光伏计划,日本提出到2010年要累计安装总容量达50 000MW的家用光伏发电站。作为屋顶光伏系统的核心,并网逆变器的开发越来越受到产业界的关注[1]。

摘要:光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势。根据光伏并网发电系统的特点,设计了一套额定功率为500W的光伏并网逆变器,该并网逆变器能实现最大功率跟踪和反孤岛效应控制功能,控制部分采用基于TMS320F240型DSP的电流跟踪控制策略,实现了与网压同步的正弦电流输出。
关键词:太阳能;光伏系统;最大功率点跟踪;孤岛效应;并网逆变器
1 引言
  太阳能的大规模应用将是21世纪人类社会进步的重要标志,而光伏并网发电系统是光伏系统的发展趋势。光伏并网发电系统的最大优点是不用蓄电池储能,因而节省了投资,系统简化且易于维护。这类光伏并网发电系统主要用于调峰光伏电站和屋顶光伏系统。目前,美、日、欧盟等发达国家都推出了相应的屋顶光伏计划,日本提出到2010年要累计安装总容量达50 000MW的家用光伏发电站。作为屋顶光伏系统的核心,并网逆变器的开发越来越受到产业界的关注[1]。

2 光伏并网系统设计
2.1 系统结构
    光伏并网逆变器的结构如图1所示。光伏并网逆变器主要由二部分组成:前级DC-DC变换器和后级DC-AC逆变器。这2部分通过DClink相连接,DClink的电压为400V。在本系统中,太阳能电池板输出的额定直流电压为100V~170V。DC—DC变换器采用boost结构,DC—AC部分采用全桥逆变器,控制电路的核心是TMS320F240型DSP。其中DC-DC变换器完成最大功率跟踪控制(MPPT)功能,DC-AC逆变器维持DClink中间电压稳定并将电能转换成220V/50Hz的正弦交流电。系统保证并网逆变器输出的正弦电流与电网的相电压同频和同相。 

500W光伏并网逆变器设计
2.2 控制电路设计
2.2.1 TMS320F240控制板
  TMS320F240控制板如图2所示,以TI公司的TMS320F240型DSP为核心,外围辅以模拟信号调理电路、CPLD、数码管及DA显示、通信及串行E2PROM,完成电压和电流信号的采样、PWM脉冲的产生、与上位机的通信和故障保护等功能。

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