500W微网逆变器系统设计

OFweek太阳能光伏网 中字

  随着人类社会的发展,太阳能作为一种巨量的可再生能源,引起了人们的重视。太阳能光伏利用的主要形式为太阳能光伏并网系统,在此背景下,研究人员在太阳能光伏并网系统的硬件设计、控制算法研究、系统仿真等方面进行了深入探索。

  500W微网逆变器系统设计

  微网逆变器系统将可再生能源(如太阳能,风能,水能,地热能,生物质能等)转变为与电网同频、同相的交流电,优先输送给当地负荷供电,剩余的电能馈入电网。微网逆变器系统主要包括:光伏组件,蓄电池组,蓄电池充放电设备,DC/DC变换器,微网逆变器,静态开关等。

  500W微网逆变器系统结构图

  1.微网逆变器设计

  微网逆变器是微网逆变器系统中的关键部分。微网逆变器输出为三相交流电,具有并网和独立运行两种工作模式。微网逆变器主电路采用智能功率模块进行逆变,产生三相交流电通过三相变压器进行隔离升压,并变成三相四线输出。

  2.静态开关和电能计量设计

  静态开关是微网逆变器系统中的重要组成部分。静态开关由三组双向可控硅、两个空气开关以及一个断路器组成,其闭合和断开的驱动信号由DSP产生。

        3. DC/DC变换器方案设计

  DC/DC变换器采用Boost拓扑,实现直流电压的升压功能和蓄电池的最大功率点跟踪(MPPT)。PWM驱动信号由DSP产生,通过采集太阳能电池板的输出电压和电流,计算瞬时输出功率,不断与前一时刻的输出功率相比较,来跟踪太阳能电池板的最大输出功率。

  4.蓄电池充放电设备设计

  蓄电池充放电设备的硬件电路采用Buck-Boost拓扑,驱动信号由PIC单片机产生。充电时根据当前蓄电池状态,启用均充模式或者浮充模式,实现对蓄电池的智能化充电。当系统需要蓄电池放电时,由PIC单片机产生PWM驱动脉冲,实现蓄电池对负载的放电。

  500W微网逆变器电路设计

  系统的硬件总体图

  1.主控制芯片的选择

  控制芯片要实现的功能有:对检测信号进行A/D转换;产生PWM波形;完成MPPT;电能计量和反孤岛效应的计算过程。控制电路的核心器件采用美国 TI公司的TMS320F2812DSP(简称2812)。

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