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《光伏并網發(fā)電模擬裝置報告》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、光伏并網發(fā)電模擬裝置17目錄摘要21.總體方案設計21.1系統(tǒng)裝置框圖21.2系統(tǒng)實現基本框圖31.3調制方案論證31.4驅動方案論證32.理論分析與計算42.1MPPT的控制方法與參數計算42.2同頻、同相的控制方法與參數計算52.3提高效率的方法52.4濾波參數計算53.電路與程序設計63.1DC-AC主回路與器件的選擇63.2控制程序設計63.3過流欠壓保護電路74系統(tǒng)測試與分析84.1測試儀器84.2測試結果84.3、測試結果分析8附錄一：正弦信號參數表9附錄二：程序核心代碼1017光伏并網發(fā)電模擬裝置摘要本設計由模擬光伏電池、并網逆變、濾波電路、工
2、頻隔離變壓器及控制電路構成。具有最大功率點跟蹤功能及頻率跟蹤功能；此外，輸入輸出還分別具有欠壓過流保護。該系統(tǒng)控制電路部分主要由超低功耗MSP430單片機，PI調節(jié)電路及模擬乘法器、精密整流電路、SPWM波控制芯片TL494、驅動芯片IR2130組成。系統(tǒng)通過對輸入電壓電流的采樣和MPPT算法來實現最大功率點的跟蹤，具有相對偏差小，DC-AC變換效率高等特點。關鍵詞：光伏并網逆變；最大功率點跟蹤；MSP430F169；TL494；工頻隔離變壓器。1.總體方案設計1.1系統(tǒng)裝置框圖圖1并網發(fā)電模擬裝置框圖直流穩(wěn)壓電源Us和電阻Rs模擬光伏電池，其中Us=60V
3、，Rs=30Ω到36Ω；Uref為模擬電網電壓的正弦參考信號，其峰峰值為2V，頻率Fref為45Hz到55Hz。T為工頻隔離變壓器，變比為n2:n1=2:1,n3:n1=1:10;將uf作為輸出電壓的反饋信號；負載電阻RL=30Ω到36Ω。171.2系統(tǒng)實現基本框圖圖2系統(tǒng)基本框圖1.3調制方案論證SPWM調制方式在開關電源中應用相當廣泛，我們的調制策略也采用該方式，具體方案如下：方案一：軟件合成SPWM波。MSP430單片機內含16位定時器，可用于比較模式來產生SPWM波，但是我們所用的f169型號所采用的晶振為8MHz，邏輯上的三角載波頻率上不去，僅能夠
4、產生幾十Hz的SPWM波形，頻率再高的話濾波后波形不穩(wěn)，速度上遠不夠控制的需要，該方案被拋棄。方案二：軟件產生調制波，用孤立元件做載波發(fā)生電路。MSP430單片機具有兩個DA口，可以用DA方式來產生正弦波。由于需要較高精度的正弦波，我們采用每個周期采樣360個點來生成正弦波，數據點見附錄一。載波發(fā)生采用孤立元件搭建，所產生的波形頻率均不理想，很容易受到干擾，最后該方案我們并沒有完全拋棄，從而衍生出我們的第三方案。方案三：單片機產生調制波，加到TL494芯片來產生SPWM波。TL494內部可以產生400KHz以內的鋸齒波，雖然載波為鋸齒波而不是三角波，但由于頻
5、率高，也同樣滿足控制需要。綜上所述，我們采用了方案三。模擬光伏并網發(fā)電的Vref信號為正弦信號，可以外部提供，也可以自己提供，這兩種方式均適用于利用TL494芯片來調制產生SPWM波的方案。1.4驅動方案論證由于我們采用SPWM調制方式進行逆變，MOS管的驅動也就成了一個難點，經嘗試，我們提出了以下三種方案：方案一：17采用BJT驅動半橋。電路原理圖如圖3：圖3BJT驅動半橋經測試逆變輸出的波形混亂，因為在斬波時管子關斷時產生的負壓不好控制，因而該方案被放棄。方案二：采用浮柵驅動芯片驅動進行全橋逆變。電路原理圖見圖4：圖4IR2110構成的驅動電路經測試輸出
6、波形穩(wěn)定，但是該驅動芯片要進行外面的死區(qū)設置，外加硬件或軟件進行設置。由于參考正弦信號可以是外界任意給的，因此軟件設置死區(qū)難度大，若進行硬件設置就要外加電路，這使得電路變得更復雜，基于有更好的方案選擇，我們放棄了采用IR2110的選擇。方案三：電路原理與方案三一致，只是把驅動芯片IR2110換成IR2130，IR2130的優(yōu)點在于自帶死區(qū)控制，硬件電路可以變得簡單，也不需要軟件專門做死區(qū)算法，具有更多的資源來進行MPPT控制，該方案也就成了我們的最終方案。綜上所述，我們最后采用了方案三，即用IR2130驅動芯片來驅動進行全橋逆變。2.理論分析與計算2.1MP
7、PT的控制方法與參數計算MPPT的全稱“最大功率點跟蹤”（MaximumPowerPointTracking）。擾動觀察法原理是目前實現MPPT常用方法之一，系統(tǒng)中通過MSP430單片機片內AD進行和的多次采樣，則當前輸出功率P(K)=*，當改變時，=17U，若功率P(K)大于P(K-1),則擾動正確；若功率P(K)小于P(K-1)，則向反向擾動。如此進行多次的采樣比較能準確跟蹤最大功率點。2.2同頻、同相的控制方法與參數計算因為光伏太陽能電池版產生的是直流輸入，幅值隨光強和溫度而變化，為使最終輸出實現頻率的可控性，本系統(tǒng)中正弦信號為峰峰值是2V的模擬電網信
8、號，在實際硬件中將直流和正弦信號接入模擬乘法器所得的
