基于matlab数字处理系统设计新颖,基于MATLAB的单相光伏并网逆变系统的设计

广西民族大学学报(自然科学版) 第 14 卷第 4 期　　　　　　　　 JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY FOR NATIONALITIES Vol. 14 No. 4 2008 年 11 月 ( Natural Science Edition) 　　　　　　　　　　　　　　　　　Nov. 2008 基于 MATLAB 的单相光伏并网逆变系统的设计3张天瑜( 无锡市广播电视大学机电工程系 ,江苏无锡　 214011) 摘　要 : 针对小功率光伏并网发电系统 ,提出一种基于数字信号处理器控制的新颖单相光伏并网逆变系统的设计.根据系统的结构和控制原理 ,设计出最大功率跟踪算法和锁相环的软件设计流程图. 仿真和实验的结果表明并网电流与电网电压基本同频同相 ,并网系统的功率因数近似为 1 ,完全满足设计的要求. 关键词 : 光伏并网; 最大功率点跟踪; 扰动观察法; 数字锁相环; Sandia 频移中图分类号 : TM615 　文献标识码 : A 文章编号 :1673 - 8462(2008) 04 - 0061 - 06 0 　引言太阳能作为一种便捷和新型的可再生能源在最近几年得到了广泛的应用. 相对于其他能源而言 ,太阳能具有储量大、清洁环保、易于利用等优点. 因此太阳能的利用越来越受到人们的广泛重视 ,它已逐渐成为理想的替代能源. 太阳能光伏发电是直接将太阳光转换为电能的一种发电形式. 研究合理利用太阳能并加以控制这是国内外学术界和工业界的一个热点课题[1] . 设计了一种新颖的太阳能光伏电池并网逆变器 ,它可以将太阳能电池板产生的直流电直接转换为 220 V/ 50 Hz 的正弦交流电提供给电网. 同时介绍了该太阳能光伏并网逆变系统的电路结构并重点论述了逆变器部分的控制原理和方法. 1 　单相光伏并网逆变系统设计介绍光伏逆变电源的主电路拓扑结构如图 1 所示. 其中 T1～T4 是功率器件 ,组成逆变桥 ,D1～D4 是对应的反向并联二极管 ,起反向续流的作用. 主电路采用工频变压器 TR 来保证逆变电压和电网电压的匹配 ,并且使得电网电压和发电系统相互隔离[2 ,3] . 在系统中 ,太阳能电池板输出额定电压为 50～100V 的直流电通过 DC/ DC 变换器转换为 400V 的直流电 ,接着经过 DC/ AC 逆变器得到 220 V/ 50 Hz 的交流电 ,保证了并网电流与电网电压的同频同相. 为了便于实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking ,MPPT) 的控制方案 ,采用同一块控制芯片 TMS320L F2407A 进行协调控制 ,这不仅可以保证并网系统的可靠运行而且还能提供高品质的并网电流. 163收稿日期 :20080916.作者简介 :张天瑜(19802) ,男 ,江苏无锡人 ,无锡市广播电视大学机电工程系讲师 ,江南大学 05 级控制工程硕士研究生 ,主要从事电力电子、通信、控制、小波领域的研究工作. 2 　并网控制策略 2. 1 　最大功率点跟踪太阳能电池的 MPPT 是光伏系统中一个不可缺少的组成部分 ,太阳能电池阵列的开路电压和短路电流在很大程度上受光照强度和温度的影响 ,因此系统的工作点也会飘忽不定 ,这必然导致系统效率的降低. 为此 ,太阳能电池阵列必须实现 MPPT 控制 ,以便太阳能电池阵列在任何光照下不断获得最大功率输出. 光伏并网系统中通过对太阳能电池阵列最大功率点的跟踪 ,实现并网电流的最大化 ,从而保证并网功率最大. 太阳

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