小型离网光伏发电系统中逆变器的设计与仿真

龙源期刊网 http//www.qikan.com.cn 小型离网光伏发电系统中逆变器的设计与仿真作者贾宛英 崔云 郭亚男来源科技创新与应用 2013 年第 35 期摘 要本文针对光伏发电系统中的核心环节 -光伏逆变器进行了设计，分析了其拓扑结构与数学模型，其主电路由 BOOST 升压电路与单相全桥逆变电路组成，控制电路采用TMS320LF2812 型 DSP 作为控制器件，采用 PI复合的控制算法，最后通过MATLAB/SIMULINK 仿真验证了设计的合理性。关键词离网逆变器；光伏阵列； BOOST 升压电路；重复控制引言目前，能源紧缺已成为我国乃至整个世界经济发展所面临的一个重要问题，而太阳能由于安全、可靠、环保、可持续利用的特点，越来越多的被人们广泛的开发利用，太阳能光伏发电系统已经成为目前各国研究设计的一个重要内容，本文以小型离网光伏发电系统中的逆变器为研究对象，对其展开设计分析。1 逆变器的设计1.1 小型离网光伏逆变器结构的设计小型离网光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池组、光伏控制器、光伏逆变器、交直流负载等几部分组成，其基本结构如图 1 所示。白天，光伏阵列将太阳能转化为电能，在光伏控制器控制下，为交直流负载提供电能，并为蓄电池充电；夜晚，蓄电池储存的电经光伏控制器为交直流负载供电 [1]。其中光伏逆变器将光伏阵列或蓄电池出来的直流电转化为交流电，是整个光伏发电系统的核心设备。逆变器结构由输入电路、逆变电路、输出滤波电路、控制电路、保护电路和辅助电源等组成，如图 2 所示。其中输入电路将光伏阵列或蓄电池出来的直流电整形滤波，小型离网光伏系统的逆变器常采用单相逆变器，逆变电路将直流电转变为单相交流电，如果采用开环控制，输出量不用反馈到控制电路，而如果采用闭环控制，输出量还要反馈到控制电路。控制电路的功能是按要求产生并调节一系列的控制脉冲来控制逆变开关管的导通和关断，从而配合逆变主电路完成逆变功能。辅助电源的功能是为控制电路提供直流工作电压。保护电路主要实现过压保护、欠压保护、过负荷保护、短路保护等。