基于DSP的并网逆变器研究

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 基于 DSP 的并网逆变器研究作者：邝宇 袁瑜霞来源：《科技创新与应用》 2015 年第 14 期摘 要：文章介绍了 10KW 光伏并网发电逆变系统，该系统采用基于 DSP 控制的实现最大功率点跟踪（ MPPT）的自寻优逆变算法。研究系统的实时控制功能，使系统逆变输出的交流电谐波含量低，符合与市电并网发电的要求。并通过实验装置验证了逆变系统和控制系统的稳定性和可靠性。关键词：光伏并网；逆变器；自寻优逆变算法1 概述在油价高企、能源紧缺、环境保护日益重视的今天，寻找新能源、替代能源，保护环境的问题显得尤为突出，而大规模地开发利用可再生洁净能源是将来科技发展的主要方向。太阳能用之不缺，取之不尽，源源不断。太阳能发电，不会造成环境污染，是新一代的清洁能源，世界各国都在加紧研究，加强太阳能的开发利用，发展太阳能利用，降低太阳能的利用成本，使之达到商业化应用目的。文章论述的太阳能并网逆变器是并网发电系统的核心部分，其主要功能是将太阳能电池输出的直流电逆变成交流电，并送入电网。2 拓扑结构及工作原理光伏并网的逆变器拓扑结构有很多种，其中最常用的有：高频隔离并网、高频不隔离并网、工频隔离并网等几种。工频隔离型是最常用的结构，也是目前市场上使用最多的逆变器类型。逆变器加入了工频变压器，既保证了系统不会向电网馈入直流分量，又提高设备安全性。此并网逆变器采用工频隔离拓扑结构。硬件包括直流采样电路、 H 桥逆变电路、 LCL 滤波电路、隔离变压器、交流采样电路和 DSP 信号处理单元，整体结构如图 1 所示。图中，直流采样电路包括直流电压采样和直流电流采样。直流电压采样是通过 1M 的电阻和 10k 级电阻进行分压，直流电流采样是通过霍尔传感器把电流转换成电压，然后两者接入由阻容构成的低通滤波电路滤波后进入 DSP 的 AD 模块端口。逆变电路是由四个开关功率管组成的桥式逆变电路，每对开关管中的两个开关工作模式不一致，一个开关管处于高频 PWM 工作模式，另一个处于工频工作模式。 LCL 滤波电路是采用两个高频共模电感器和安规电容组成。隔离变压器由低温升的铁芯环形变压器做成。变压器的输入电压为 120v，输出电压 220v 。信号处理单元通过直流采样电路和交流采样电路检测的电参量，计算开关信号，控制全桥逆变电路产生SPWM 波电流；该电流由 LCL 电路滤波成正弦波电流，再经隔离变压器并到电网。图 1 整体结构图3 系统的控制方案及技术环节分析