500W微网逆变器系统设计

2012-03-02 11:30

　　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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