光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)方案解析

基于光伏并網(wǎng)逆變器的基本原理和控制策略，設(shè)計(jì)了并網(wǎng)型逆變器的結(jié)構(gòu)，其采用了內(nèi)置高頻變壓器的前后兩級(jí)結(jié)構(gòu)，即前級(jí)DC/DC高頻升壓，后級(jí)DC/AC工頻逆變。該設(shè)計(jì)模式具有電路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。
　　在能源日益緊張的今天，光伏發(fā)電技術(shù)越來(lái)越受到重視。太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的直流電需要經(jīng)過(guò)逆變器逆變并達(dá)到規(guī)定要求才能并網(wǎng)，因此逆變器的設(shè)計(jì)關(guān)乎到光伏系統(tǒng)是否合理、高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
　　1光伏逆變器的原理結(jié)構(gòu)
　　光伏并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由前級(jí)DC/DC變換器和后級(jí)DC/AC逆變器構(gòu)成。其基本原理是通過(guò)高頻變換技術(shù)將低壓直流電變成高壓直流電，然后通過(guò)工頻逆變電路得到220V交流電。這種結(jié)構(gòu)具有電路簡(jiǎn)單、逆變電源空載損耗很小、輸出功率大、逆變效率高、穩(wěn)定性好、失真度小等優(yōu)點(diǎn)。
　　
　　圖1光伏逆變器結(jié)構(gòu)圖
　　逆變器主電路如圖2所示。DC/DC模塊的控制使用SG3525芯片。SG3525是雙端輸出式SPWM脈寬調(diào)制芯片，產(chǎn)生占空比可變的PWM波形用于驅(qū)動(dòng)晶閘管的門極來(lái)控制晶閘管通斷，從而達(dá)到控制輸出波形的目的。
　　作為并網(wǎng)逆變器的關(guān)鍵模塊，DC/AC模塊具有更高的控制要求，本設(shè)計(jì)采用TI公司的TMS320F240作為主控芯片，用于采集電網(wǎng)同步信號(hào)、交流輸入電壓信號(hào)、調(diào)節(jié)IGBT門極驅(qū)動(dòng)電路脈沖頻率，通過(guò)基于DSP芯片的軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)，完成對(duì)并網(wǎng)電流的頻率、相位控制，使輸出電壓滿足與電網(wǎng)電壓的同頻、同相關(guān)系。
　　濾波采用二階帶通濾波器，是有源濾波器的一種，用于傳輸有用頻段的信號(hào)，抑制或衰減無(wú)用頻段的信號(hào)。其可以有效地濾除逆變后產(chǎn)生的高頻干擾波形，使逆變后的電壓波形達(dá)到并網(wǎng)的要求。
　　
　　圖2逆變器主電路