太阳能光伏并网逆变器电路设计
AN1444 - 并网太阳能微型逆变器参考设计
© 2012 Microchip Technology Inc.DS01444A_CN 第 1页AN1444作者：Alex Dumais 和Sabarish Kalyanaraman Microchip Technology Inc.简介风力发电系统和光伏（PV ）发电系统等可再生资源使用方便且前景广阔，在过去几年获得了大量关注。
太阳能系统具有很多优势，例如：•清洁的可再生能源，可替代煤、石油和核能产生的能量•可降低/消除用电费用•用于制造PV 电池板的硅是地球上含量第二多的元素•能够为边远地点提供电能随着晶体电池板制造能力的增强，总体制造成本随之降低，PV 电池板的效率也得以提高，因此近来对太阳能系统的需求不断增长。
使太阳能需求增长的其他原 因包括：PV 技术经过验证且可靠，PV 模块具有30年以上的保修期，以及政府的鼓励措施。
太阳能逆变器系统有两个主要要求：从PV 电池板收集可用能量，以及将与电网电压同相的正弦电流注入电网。
为了从PV 电池板收集能量，需要使用最大功率点追踪（Maximum Power Point Tracking ，MPPT ）算法。
该算法决定了在任何给定时间可从PV 模块获取的最大功率。
与电网接口要求太阳能逆变器系统符合公共事业公司指定的特定标准。
这些标准（如EN61000-3-2、IEEE1547和美国国家电气规范（NEC ）690）涉及电源质量、安全、接地和孤岛情况检测。
太阳能电池的特性要开始开发太阳能微型逆变器系统，了解太阳能电池的不同特性非常重要。
PV 电池是半导体器件，其电气特性与二极管相似。
但是，PV 电池是电力来源，当其受到光（如太阳光）照射时会成为电流源。
目前最常见的技术是单晶硅模块和多晶硅模块。
PV 电池的模型如图1所示。
Rp 和Rs 为寄生电阻，在理想情况下分别为无穷大和零。
图1：PV 电池的简化模型RpRsVoIoPV 电池的表现会因其尺寸或与其连接的负载的类型，以及太阳光的强度（照度）而有所不同。
100w模拟光伏并网逆变器装置采样电路设计
100w模拟光伏并网逆变器装置采样电路设计光伏逆变器装置是将太阳能电池直流输出转换为交流电能供给给用电设备的装置。
根据光伏逆变器的功能和要求，必须设计一个相应的采样电路。
本文根据100W模拟光伏并网逆变器装置需求，主要针对装置采样电路设计进行探讨，分析并设计100W典型光伏并网逆变器装置采样电路，为实现光伏电站安全并网提供技术支持。
1.样电路原理概述光伏逆变器装置是将太阳能电池直流输出转换为交流电能供给给用电设备的装置，其中采样电路可以实现电流流量采样，用于检测并调整光伏逆变器的电流，从而实现电站的安全性能。
采样电路的原理主要分为三个部分：采样电压放大器，锁相环，滤波电路，如下图所示。
2.路设计步骤2.1样电压放大器的设计采样电压放大器用于放大输入电压，使得采样信号达到5V电平，进而实现后面的锁相环和滤波电路的正常工作，具体设计步骤如下：（1）首先，根据设计要求，设定相应的电压输入端在变压器上提供稳定的电压输入，可考虑用三端稳压器来提供；（2）然后，设计放大器电路，并根据设计要求选取合适的芯片，如TL084，进行运算放大；（3）最后，调整放大增益至理想值，测试采样信号的电压，使其达到5V电平。
2.2相环的设计锁相环是一种控制技术，用于根据输入信号控制输出信号，从而实现光伏逆变器的安全性能。
锁相环的设计步骤如下：（1）首先，根据系统的传输特性，确定期望的调节性能；（2）然后，根据期望调节性能，选取合适的控制器，一般来说，需要考虑芯片的封装形式，电路的复杂度，以及功能的完整性，综合分析后可以选择MC9S12XEQ384等控制器；（3）最后，设计锁相环电路，结合控制器参数和模块特性，完成锁相环电路的连接以及调试工作。
2.3波电路的设计滤波电路起到过滤采样信号的作用，从而使采样信号的幅值和波形受到有效的控制。
滤波电路的设计步骤如下：（1）首先，根据系统的实际要求，确定滤波电路的频率特性；（2）然后，根据滤波电路的频率特性，设计相应的滤波电路，这里一般使用LC滤波电路；（3）最后，完成PCB连接设计，并完成各节点的连接，最后完成滤波电路的调试工作。
毕业设计-单相光伏并网逆变器的控制原理及电路实现
第一章绪论1.1 光伏发电背景与意义作为一种重要的可再生能源发电技术，近年来，太阳能光伏(Photovoltaie，PV)发电取得了巨大的发展，光伏并网发电已经成为人类利用太阳能的主要方式之一。
目前，我国已成为世界最大的太阳能电池和光伏组件生产国，年产量已达到100万千瓦。
但我国光伏市场发展依然缓慢，截至2007年底，光伏系统累计安装100MWp，约占世界累计安装量的1％，产业和市场之间发展极不平衡。
为了推动我国光伏市场的发展，国家出台了一系列的政策法规，如《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源十一五发展规划》等。
这些政策和法规明确了太阳能发电发展的重点目标领域。
《可再生能源中长期发展规划》还明确规定了大型电力公司和电网公司必须投资可再生能源，到2020年，大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例要达到3％以上。
对于这一目标的实现，光伏发电无疑会起到非常关键的作用。
当下，我国地方和企业正积极共建兆瓦级以上光伏并网电站，全国已建和在建的兆瓦级并网光伏电站共11个（2008年5月前估计），典型的如甘肃敦煌10MW 并网光伏特许权示范项目，青海柴达木盆地的1000MW大型荒漠太阳能并网电站示范工程，云南石林166MW并网光伏实验示范电站。
可以预见，在接下来的几年里，光伏并网发电市场将会为我国摆脱目前的金融危机提供强大的动力，光伏产业依然会持续以往的高增长率，光伏市场的前景仍然令人期待。
光伏并网发电系统是利用电力电子设备和装置，将太阳电池发出的直流电转变为与电网电压同频、同相的交流电，从而既向负载供电，又向电网馈电的有源逆变系统。
按照系统功能的不同，光伏并网发电系统可分为两类：一种是带有蓄电池的可调度式光伏并网发电系统；一种是不带蓄电池的不可调度式光伏并网发电系统。
典型的不可调度式光伏并网发电系统如图1-1所示。
图1-1 不可调度式光伏并网发电系统从图1-1中可知，整个并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、连接组件、计量装置等组成，对于可调度式光伏并网发电系统还包括储能用的蓄电池组。
太阳能光伏系统的并网逆变器设计与控制研究
太阳能光伏系统的并网逆变器设计与控制研究近年来，随着环境保护意识的增强和可再生能源的发展，太阳能光伏系统作为一种清洁、可持续的能源供应方式得到了广泛的推广和应用。
而在光伏系统中，逆变器的设计与控制是其中关键的一环。
在太阳能光伏系统中，光伏电池将太阳辐射转化为直流电能，而光伏逆变器则负责将直流电转化为交流电，以满足家庭或工业用电的需求。
逆变器具有将直流电转为交流电的功能，同时还能实现电网注入和电网同步等功能。
在太阳能光伏系统中，逆变器的设计与控制是非常重要的，它直接关系到光伏系统的效率、功率因素和电网安全等方面。
首先，逆变器的设计要考虑到太阳能光伏系统的工作环境和特性。
由于光伏电池发电受到太阳辐射的影响，因此逆变器的设计要充分考虑到太阳能的辐射强度和角度等因素，以获得尽可能高的发电效率。
其次，逆变器的设计还要考虑到系统的安全性和可靠性。
在光伏系统中，逆变器需要将直流电转化为交流电并注入电网，因此逆变器的设计要符合国家相关标准和规定，确保系统的安全运行。
同时，逆变器还要具备过压、欠压和过流等保护功能，以保护系统的设备和电网的安全。
与逆变器的设计相比，逆变器的控制则更为复杂。
逆变器的控制主要包括功率控制、电流控制和频率控制等方面。
功率控制是指逆变器在不同负载条件下能够输出相应的功率，并实现最大功率点追踪，以提高系统的发电效率。
电流控制是指逆变器能够根据电网的需求实时调整输出电流，以满足电网的要求。
而频率控制则是指逆变器能够实现与电网同步运行，确保输出电流的频率与电网相匹配。
为了实现逆变器的控制，常常采用数字信号处理器（DSP）和微控制器（MCU）等集成电路设备，通过对光伏系统的监测和控制，实现对逆变器的精确控制。
同时，还可以利用复杂传感器和智能算法等技术手段，提高逆变器的控制精度和稳定性。
总之，太阳能光伏系统的并网逆变器设计与控制是太阳能光伏系统中至关重要的一环。
在逆变器的设计方面，要考虑到光伏电池的工作环境和特性，实现高效率的发电。
光伏发电并网逆变器设计及其控制实现
光伏发电并网逆变器设计及其控制实现光伏发电并网逆变器是一种将光伏电池组发出的直流电能转换为交流电能并与电网连接的装置。
它在光伏发电系统中起着重要的作用，能够将光伏电池组产生的直流电能转化为交流电能供电网使用，从而实现将太阳能转化为电能的目的。
本文将对光伏发电并网逆变器的设计原理及其控制实现进行详细介绍。
光伏发电并网逆变器的设计原理是将光伏电池组发出的直流电能经过逆变器的转换，变为符合电网要求的交流电能。
其主要功能包括功率调节、电网电压频率跟踪以及电网短路保护等。
在设计过程中，需要考虑逆变器的效率、可靠性以及控制精度等因素。
光伏发电并网逆变器的组成主要包括直流侧和交流侧两个部分。
直流侧主要由光伏电池组、直流输入滤波电路和直流侧逆变器构成。
交流侧主要由交流输出滤波电路、逆变桥和输出变压器构成。
在设计中，需要对每个部分进行设计和参数选择，以保证逆变器的正常运行。
光伏发电并网逆变器的控制实现主要包括两个方面：MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制和电网逆变控制。
MPPT控制是为了保证光伏电池组能够始终工作在最大功率点上，通过调整光伏电池组的工作电压和电流，以获得最大功率输出。
电网逆变控制是为了保证逆变器能够将直流电能转换为符合电网要求的交流电能，包括电压和频率的跟踪控制。
在MPPT控制方面，一般采用模拟控制和数字控制相结合的方式。
模拟控制主要通过比较光伏电池组输出电压和电流与最大功率点的关系，通过调整控制信号来实现。
数字控制是采用数字信号处理器（DSP）等处理器实现的，能够实时采集光伏电池组的输出电压和电流，并进行计算和调整。
在电网逆变控制方面，主要包括电网电压跟踪和频率控制两个方面。
电网电压跟踪是通过测量电网电压和逆变器输出电压的差值，并通过调整逆变器的控制信号来实现电网电压的稳定。
频率控制是通过测量电网频率和逆变器输出频率的差值，并通过调整逆变器的控制信号来实现电网频率的跟踪。
光伏并网逆变器设计方案讲解
100kW光伏并网逆变器设计方案目录1. 百千瓦级光伏并网特点 (2)2 光伏并网逆变器原理 (3)3 光伏并网逆变器硬件设计 (3)3.1主电路 (6)3.2 主电路参数 (7)3.2.1 变压器设计............................................................................. 错误!未定义书签。
3.2.3 电抗器设计 (7)3.3 硬件框图 (10)3.3.1 DSP控制单元 (11)3.3.2 光纤驱动单元 (11)3.3.2键盘及液晶显示单元 (13)3 光伏并网逆变器软件 (13)1. 百千瓦级光伏并网特点2010年全球太阳能光伏发电系统装机容量将达到10000MWp（我国将达到400MWp），2010年以后还将呈进一步加速发展趋势。
百千瓦级大型光伏发电并网用逆变控制功率调节设备，成本低，效率高，容量大，被国内外光伏界公认为是适合大功率光伏发电并网用的最具技术含量、最有发展前景的新一代主流产品，直接影响到未来光伏发电的走向。
百千瓦级大功率光伏并网逆变电源其应用对象主要为大型光伏并网电站，从原理上讲，其并网控制技术与中小功率光伏并网系统的控制技术基本相同，但由于装置容量较大，在技术指标的实现达标和功能设计方面却有较大区别。
在技术指标上，主要会影响：1.并网电流畸变率在系统的额定容量达到一定数量级时，一些存在的技术问题将会逐步暴露并影响到系统的性能指标，其最重要的一点就是并网电流波形畸变率的控制和电流滤波方式。
该系统中的主变压器一般选择为三相Δ/Y型式，且容量较大，此时变压器的非线性和励磁电流对并网电流波形的影响不容忽视，否则会引起并网电流波形的明显畸变和三相电流不平衡。
2.电磁噪声由于是三相桥式逆变结构，受IGBT功率模块的开关频率限制及考虑系统的效率指标，系统的电流脉动要远高于中小功率系统，对电流的滤波和噪声控制需要特别注意，此时对系统的滤波电路设计和并网电流PWM控制方式的研究至关重要。
太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图
跟着生态环境的日趋恶化，人们渐渐认识到一定走可连续发展的道路，一定达成从增补能源向代替能源的过渡。
光伏并网是太阳能利用的发展趋向，光伏发电系统将主要用于调峰电站和屋顶光伏系统。
在光伏并网系统中，并网是中心部分。
当前并网型系统的研究主要集中于DC-DC和 DC-AC 两级能量变换的构造。
DC-DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其追踪最大功率点;DC-AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获取单位功率因数。
此中DC-AC 是系统的重点设计。
太阳能光伏并网系统构造图如图 1 所示。
本系统采纳两级式设计，前级为升压斩波器，后级为全桥式逆变器。
前级用于最大功率追踪，后级实现对并网电流的控制。
控制都是由DSP芯片 TMS320F2812 协调达成。
图1 光伏并网系统构造图逆变器的设计太阳能并网逆变器是并网发电系统的中心部分，其主要功能是将发出的直流电逆变为单相沟通电，并送入电网。
同时实现对中间电压的稳固，便于前级升压斩波器对最大功率点的追踪。
而且拥有完美的并网保护功能，保证系统能够安全靠谱地运转。
图 2 是并网逆变器的原理图。
图2 逆变器原理框图控制系统以TI 企业的TMS320F2812 为中心，能够实现反应信号的办理和A/D 变换、DC/DC 变换器和PWM 逆变器控制脉冲的产生、系统运转状态的监督和控制、故障保护和存储、 485 通信等功能。
实质电路中的中间电压VDC、网压、并网电流和太阳能电池的电压电流信号采样后送至F2812 控制板。
控制板主要包含：CPU及其外头电路，信号检测及调治电路，驱动电路及保护电路。
此中信号检测及调治单元主要达成强弱电隔绝、电平变换和信号放大及滤波等功能，以知足DSP 控制系统对各路信号电平范围和信号质量的要求。
驱动电路起到提升脉冲的驱动能力和隔绝的作用。
保护逻辑电路则保证发生故障时，系统能从硬件上直接封闭输出脉冲信号。
在实现同频的条件下可用矢量进行计算，从图 3 能够看出逆变器输出端存在如图3a 所示的矢量关系，关于光伏并网逆变器的输入端有以下基本矢量关系式：Vac=Vs+jωL·IN+RS·IN (1)式中 Vac—电网基波电压幅值，Vs—逆变器输出端基波幅值。
分布式光伏发电系统的并网型逆变器设计与控制
分布式光伏发电系统的并网型逆变器设计与控制摘要：随着可再生能源的快速发展，分布式光伏发电系统成为了一个受到广泛关注的领域。
在分布式光伏发电系统中，逆变器的设计与控制是关键的环节之一。
本文将介绍分布式光伏发电系统的基本原理，然后重点讨论并网型逆变器的设计与控制方法。
同时，将探讨当前存在的一些问题，并提出可能的解决方案。
1. 引言分布式光伏发电系统是一种将太阳能转化为电能的系统。
该系统将太阳能电池板转化的直流电能通过逆变器转化为交流电能，并输入到电网中。
逆变器是实现这一转换的核心设备之一。
并网型逆变器允许光伏发电系统与电网之间的双向电能流动。
当光伏发电系统产生的电能超过负载需求时，多余的电能将被输送到电网中，从而实现电能的共享与利用。
然而，为了确保安全稳定地将电能输送到电网中，逆变器的设计与控制变得尤为重要。
2. 分布式光伏发电系统的基本原理分布式光伏发电系统主要由太阳能电池板、逆变器、电网和负载组成。
太阳能电池板将太阳能转化为直流电能，逆变器将直流电能转化为交流电能，然后输入到电网中，最后供给负载使用。
光伏发电系统的工作过程如下：1) 太阳能电池板将太阳光转化为直流电能。
2) 逆变器将直流电能转化为交流电能。
3) 交流电能通过变压器升压之后，输入到电网中。
4) 电网将电能供给给负载使用。
3. 并网型逆变器的设计由于并网型逆变器需要将直流电能转化为交流电能并输入到电网中，因此其设计需要满足以下要求：1) 高效性：逆变器的转换效率应尽可能高，以最大程度地减少能源损耗。
2) 可靠性：逆变器需要具备稳定、可靠的运行能力，以确保电能的安全输送。
3) 控制性能：逆变器需要具备灵活、精确的控制能力，以应对电能输出的要求。
4. 并网型逆变器的控制并网型逆变器的控制包括全局控制和局部控制两个方面。
全局控制主要是通过监测电网的运行状态和负载需求来控制逆变器的电能输出，以实现对电网功率的调节。
局部控制主要是通过反馈控制回路来调整逆变器的输出特性，以保持稳定的输出电压和频率。
光伏并网逆变器控制的设计
光伏并网逆变器控制的设计
1 引言
21世纪，人类将面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战。
在有限资源和保护环境的双重制约下能源问题将更加突出，这主要体现在：①能源短缺；②环境污染；③温室效应。
因此，人类在解决能源问题，实现可持续发展时，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。
太阳能具有储量大、普遍存在、利用经济、清洁环保等优点，因此太阳能的利用越来越受到人们的广泛重视，成为理想的替代能源。
文中阐述的功率为200W太阳能光伏并网逆变器，将太阳能电池板产生的直流电直接转换为220V/50Hz的工频正弦交流电输出至电网。
2 系统工作原理及其控制方案
2.1 光伏并网逆变器电路原理
太阳能光伏并网逆变器的主电路原理图如图1所示。
在本系统中，太阳能电池板输出的额定电压为62V的直流电，通过DC/DC变换器被转换为400V直流电，接着经过DC/AC逆变后就得到220V/50Hz的交流电。
系统保证并网逆变器输出的220V/50Hz正弦电流与电网的相电压同步。
图1 电路原理框图
2.2 系统控制方案
图2为光伏并网逆变器的主电路拓扑图，此系统由前级的DC/DC变换器和后级的DC/AC 逆变器组成。
DC/DC变换器的逆变电路可选择的型式有半桥式、全桥式、推挽式。
考虑到输入电压较低，如采用半桥式则开关管电流变大，而采用全桥式则控制复杂、开关管功耗增大，因此这里采用推挽式电路。
DC/DC变换器由推挽逆变电路、高频变压器、整流电路和滤波电感构成，它将太阳能电池板输出的62V的直流电压转换成400V的直流电压。
图2 主电路拓扑图。
10kW三相光伏并网逆变器主电路参数设计
10kW三相光伏并网逆变器主电路参数设计夏耘;易映萍【摘要】This paper elaborates the system structure and working principle of 10kW three-phase photovol taic grid -connected inverter and designs the main circuit parameters based on the input/output characteris tics of the inverter. In addition, it analyses the output current and grid current of the inverter through FFT in the modeling and simulation of system based on MATLAB/SIMULINK environment. The simulation and experiment results have verified the correctness of design for the main circuit parameters.%以lOkW三相光伏并网逆变器为研究对象，阐述了并网逆变器的系统结构和工作原理，并根据其输入输出特性对逆变器主电路参数进行设计．最后，在MATLAB／SIMuLINK环境下进行了系统的建模与仿真，通过FFT分析了逆变器输出电流和并网电流，仿真和实验验证了主电路参数设计的正确性．【期刊名称】《湖南工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(022)003【总页数】4页(P9-12)【关键词】并网逆变器;主电路参数;参数设计;光伏;三相;SIMuLINK环境;输入输出特性;MATLAB【作者】夏耘;易映萍【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海,200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海,200093【正文语种】中文【中图分类】TM464随着当今经济的快速发展，人们对能源的需求日益增长.然而像煤、石油、天然气等不可再生能源的储量已经十分有限，同时这些能源对环境也产生了严重的污染.太阳能、风能等作为绿色无污染的新能源日益受到人们的青睐.新能源发电并网是必然趋势，而光伏并网逆变器是发电并网系统的关键设备，能将光伏阵列所输出的直流电变换成交流电送入电网.在光伏发电系统中，并网逆变器是发电系统和电网的接口设备，因此，它的控制可靠性将影响整个设备的安全性和稳定性.三相光伏并网系统由以下几个部分组成：逆变器主电路、保护电路、检测电路、控制电路、驱动电路等，而逆变器主电路承担着转换、传递能量的任务，是整个逆变器设计的基础.主电路必须安全、可靠，其各部分参数的设计应该以极限工作条件为依据，并保留充分的裕量，保证所选择的器件工作在安全区域［1］.本文采用了单级式带隔离变压器的拓扑结构，如图1所示.为了提高滤波效果，采用LCL滤波器代替普通L滤波器.工频隔离变压器变比为400∶270，既可以实现电能隔离保证设备和人员安全，又可以降低直流母线并网电压.这种拓扑结构可以减少硬件成本，因此易于实现产品商业化.此种拓扑结构采用双环控制策略，内环为交流电流环，目的为控制电流从直流到交流的逆变，并能到达高品质因数；外环为直流电压环，目的是稳定直流侧母线电压，最大功率跟踪确定的电压值为直流母线电压给定的指令值.由于三相PWM变流器的拓扑结构与逆变器的拓扑结构是完全一致的，为此可以借用PWM变流器的工作模式来分析逆变器的工作方式.通过对交流侧电流的控制可以保证变流器工作在不同的运行状态，从而实现变流器在四象限运行，工作原理的分析如图2所示.图2中：E为交流电网电动势矢量；U为交流侧电压矢量；UL为交流侧电感电压矢量；I为交流侧电流矢量.图2（a）是纯电感特性运行，图2（b）是单位功率因数整流运行，此时电流方向与电网电压方向一致；图2（c）是纯电容运行，图2（d）单位功率逆变器运行，此时电流方向与电网电压方向反向.当变流器作为逆变器运行时，电压矢量U端点在圆轨迹CDA上运动，此时PWM变流器便处在于有源逆变状态；当电压矢量U 在CD 弧段上运行时，PWM变流器向电网传送有功功率及容性无功功率，电能将从PWM变流器直流侧传输至电网；当电压矢量U 在DA弧段运行时，PWM变流器向电网传输有功功率及感性无功功率，同样电能将从PWM变流器直流侧传输至电网；当PWM变流器运行至D点时，便可实现单位功率因数有源逆变控制.为了减小对电网的影响，并达到单位功率因素控制，当逆变器从电网吸收能量时，其运行于整流工作状态，电网电压和电流同相.当逆变器向电网输入电能时，其电网电流和电流反相，这是光伏并网逆变器运行的理想状态，也是光伏并网逆变器控制系统要努力达到的控制目标［2］.该并网逆变器的输入电压范围为400～820V，功率因数不小于99%，额定输出功率为10kW.主电路主要由光伏阵列、直流母线电容、三相逆变桥、LCL滤波器、三相隔离变压器等组成.以下分别讨论IGBT的选型，直流母线电容的确定，以及滤波器电容、电感的设计［3］.IGBT的选取需要考虑三方面的因素：开关速度、额定电压和额定电流.根据10kW 光伏逆变器的技术要求，直流母线电压最高为850V，考虑到关断尖峰可能要达到1.2倍，因此IGBT耐压要超过850＊1.2＝1020V.系统的额定功率为10kW，考虑到1.1倍的过载能力，流过IGBT的最大电流为其中因此流过IGBT峰值电流为结合目前主要的IGBT规格以及供货周期、价格等因素综合选取型号.最后IGBT的型号选定为FF200R12KE3（英飞凌），主要技术参数为：最大电流200A，耐压1200V.直流电容对逆变器的谐波、功率因素、直流母线电压波动等有重要影响，因此直流母线电压和母线电容参数的确定至关重要.直流母线电压既要满足电网电压的要求，还要通过控制使流过LCL滤波器的电流为正弦波.从电源的控制角度来说，直流电压过低不仅会导致逆变出的交流侧电流产生严重畸变，甚至达不到跟随指定电压的目的；直流电压过高一方面会提高元器件的耐压等级，提高了系统硬件成本，同时系统的可靠性因此会降低.一般而言，为达到电压环控制的快速响应，直流母线电容应选取的尽量小；而为达到电压环控制的抗扰性，直流母线电容应选取的尽量大，防止在有负载扰动时直流电压值的动态降落.逆变器输出相电压的有效值为：考虑到电网最大10%的电压波动时：当三相电压不平衡时，由于负序分量的作用，并网逆变器直流母线侧电容上能量将以2ω波动，则：式（5）中：Vm为电网电压峰值，In为电网电流峰值，ω为电网角频率，θ为初始相角.考虑5%直流母线电压纹波，同时直流电压为400V，则电容的值为：根据参数要求、电容厂家、供货周期等，本文选取Nichicon（尼吉康）两个4700μF的电解电容串联的方式，电容型号为LNW2W472MSEH，电容参数为耐压450V，容值为4700μF.随着并网光伏发电技术的发展，大功率并网发电已经成为一种必然趋势.由于容量通常较大，为了降低开关损坏和其他损耗，开关频率一般比较低.在大功率逆变器中一般采用LCL滤波器，LCL滤波器不仅可以减少体积、节约成本，而且具有更好滤除高频谐波的能力.本文采用LCL滤波器，首先根据电感的允许电压降确定电感的上限值，然后依据电路中的纹波电流指标进而确定电感的下限值，根据计算结果综合考虑参数的选取.在SVPWM调制下，直流母线的电压利用率为1，所以此时逆变器交流侧线电压峰值就是Udc，此时可以得到L的上限值：式中L为电网侧和网侧逆变器的总电感；Emp为电网相电压基波有效值和峰值；Udc为直流母线电压；I，Imp为交流侧电流矢量.电路中相电流的最大电流纹波为：由此得到电感的下限：电感值的大小会影响电流性能的好坏，电感值越小电流的跟踪能力和系统的响应就会得到提高，电感的值越大，电抗器滤除高次谐波的能力会更好.为了使系统稳定，根据常规一般选取L1＝2L2.根据上述计算，选定滤波器为L1＝0.12mH，L2＝0.06mH.以下介绍滤波电容的选取，由于滤波器电容的使用，会引起无功功率的增加从而会降低功率因数.为了保证系统的高功率因数输出，选取额定功率的5%作为电容吸收无功功率的上限值，可得出选取电容的标准为C≤5%Cb.综合考虑，本文选取30μF的交流滤波电容.为防止发生滤波器谐振，取10f≤fs≤0.5fsw，根据这个约束条件来核算选取的参数是否合适，fs的计算公式为（11），带入相关参数得fs＝1434Hz，满足设计要求.根据光伏并网逆变器的系统结构，采用MATLAB仿真工具搭建了仿真模型如图3所示.电池板模型的开路电压为620V，短路电流为25A.根据电池板模型的输出特性曲线，电池板在最大输出功率点处的电压为510V，电流为22A.直流母线电容取2350μF，LCL型滤波器中电网侧电感L2取0.6 mH，Cu取30μF，逆变器侧电感L1取1.2mH，开关频率为4.2kHz.在实际电路中，逆变器输出电流通过工频变压器并网，变比为270∶400.在仿真模型中，为简化分析，将电网线电压的峰值设为270V，相当于隔离变压器并网之前的电压［4－5］.并网时A相输出电流和电网电压波形如图4所示，由图可知：交流侧的输出电流接近理想的正弦波，并网逆变器输出电流与电网电压同频同相，将能量回馈到了电网.达到了单位功率因数运行的效果.图5为逆变器输出电流FFT分析，以验证LCL滤波器的滤波效果.从波形分析可以看出，通过双闭环控制，输出谐波THD值含量为4.51%，低于5%的国家标准.在1000～2000Hz频率段，由于LCL滤波器的谐振作用，THD有所增大，但对于2000 Hz以上的高次谐波有很好的抑制效果.仿真结果表明，该光伏并网逆变器主电路设计符合逆变器并网要求，是光伏并网逆变器主电路设计的一种可行方案. 为验证光伏并网逆变器的主电路设计符合逆变器并网要求，进行了并网试验，试验波形如图6所示.图6中CH3为A相电网电压（CH3进行了反相），CH2为A相电网电流，由于前端调压器容量有限，长时间运行时有功指令Id给定－11A，此时并网功率为此时测得并网电流THD＝5.3%，达到了预期目标，成功实现并网.本文通过对10kW光伏并网系统进行了MATLAB建模和仿真，分析了逆变器主电路的工作原理，并推导出主电路元件参数的计算公式.在理论分析和推导计算公式的基础上，结合主电路实际工作的特点，合理的选择了各元件的参数.仿真和实验结果表明，根据计算结果选择元件搭建的主电路工作稳定，符合要求，可作为工程应用的参考.【相关文献】［1］赵为.太阳能光伏并网发电系统的研究［D］.合肥：合肥工业大学硕士论文，2003.［2］王飞，余世杰，苏建徽，等.光伏并网发电系统的研究及实现［J］.太阳能学报，2006，26（5）：605－608.［3］董密，罗安.光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法［J］.南京：电力系统自动化，2006，30（20）：97－102.［4］张卫平.开关变换器的建模与控制［M］.北京：中国电力出版社，2006：5－56.［5］茆美琴，余世杰，苏建徽.带有MPPT功能的光伏阵列Matlab通用仿真模型［J］.系统仿真学报，2005，17（5）：1248－1251.。
microchip 并网太阳能微型逆变器参考设计
50W G = 300 Wm2 电压 10 20 32010 Microchip Technology Inc.
DS01338A_CN 第 5 页
AN1338
太阳能系统的演变
PV 电池已在许多应用中被用来产生电力。本部分将会 简要讨论其中部分应用。 小木屋系统 —— 采用简易的 12V 直流系统为独立式木 屋提供照明。低瓦数（<100W）太阳能电池板直接与电 池相连。电池连接到照明灯和其他 12V 直流电器，如图 5 中所示。充入未经稳压的电流会导致电池寿命缩短。 可用的电器受限于 12V 直流电源， 因为导线电阻使得最 大功率只有几百瓦特。此系统不会接入交流电线路，因 而被称为 “ 离网 ” 应用。 乡村家用系统 —— 将提供 24-96V 的较大电池板连接到 逆变器以产生 120/240 VAC，用以为标准照明和电器供 电，如图 6 中所示。使用稳压式充电模块可改善电池寿 命。此较高的直流电压支持中等功率水平。此系统不会 接入交流供电线路，因而被称为 “ 离网 ” 应用。
电流 G = 1000 Wm2
最大功率点
6 4
60ºC 2
10ºC
电压 10 20 30 40 50
电流－电压与温度曲线 （36 个电池串列）
最大功率点 （MPP）
太阳能电池可在较宽的电压 （V）和电流 （I）范围内工 作。通过将受照射电池上的电阻性负载从零 （短路）持 续增加到很高的值 （开路） ，可确定 MPP （即 V x I 达 到最大值的点）；也就是说，在此照射强度下，负载可 从电池获取最大功率。 （短路和开路极端情况下的输出 功率均为零） 。 高品质的单晶硅太阳能电池在其温度为 25°C 时可产生 0.60V 的开路电压 （VOC）。在光照充分的情况下，电 池温度可能会接近 45°C （即使气温为 25°C） ，这样会 使每个电池的开路电压降低到 0.55V。此类电池的电压 。 会适度地降低，直至接近短路电流 （ISC）
并网逆变器与电网互连方案设计
并网逆变器与电网互连方案设计1. 概述并网逆变器与电网互连是太阳能发电系统中至关重要的一部分。
它的主要功能是将太阳能板所产生的直流电转换为交流电，并通过逆变器将其注入电网。
本文将详细介绍并网逆变器与电网互连方案的设计要求和技术要点。
2. 并网逆变器的基本原理并网逆变器是通过将PV（太阳能光伏）阵列组成的直流电能转换成交流电能，推送到电力系统中。
其基本工作原理包括：- 光伏阵列将太阳能转换为直流电，通过直流母线输入到并网逆变器。
- 逆变器将直流电输入进行转换和处理，使得输出的交流电符合电网要求。
- 输出的交流电经过配电网络传输到用户侧或供电网使用。
3. 并网逆变器的设计要求设计一个可靠、高效运行的并网逆变器需要考虑以下几个关键要求：- 安全性：并网逆变器需要能够自动检测电网故障，并迅速切断电源以保证用户和电网的安全。
- 稳定性：逆变器应具备良好的稳定性，在电网电压和频率的变化时能够提供稳定的输出电流。
- 效率：逆变器转换电能的效率应该尽可能高，以最大限度地利用光伏阵列产生的太阳能。
- 通讯：并网逆变器应该支持与电力公司通讯的能力，以便监测运行状态、故障诊断等。
- 网络集成：逆变器需要与智能电网的其他设备进行网络集成，实现智能电网的互连操作。
4. 并网逆变器与电网互连方案在设计并网逆变器与电网互连方案时，需要考虑以下几个关键技术要点：- 电网同步：逆变器需要能够与电网同步，通过检测电网的电压和频率来确定输出电流的相位和振幅。
- MPPT（最大功率点跟踪）控制：通过对光伏阵列输入电压和电流的监测，逆变器可以实时调整工作点，以实现最大功率输出。
- 电流注入控制：逆变器需要根据电网的需求控制输出电流，以确保与电网的正常互连。
- 功率因数控制：逆变器应该具备功率因数调整的功能，以满足电网的功率因数要求。
- 通信接口：逆变器需要支持与电网操作中心的通信接口，用于远程监控和控制。
- 绝缘保护：并网逆变器应该具备绝缘保护功能，以保证电网和用户的安全。
10kW三相光伏并网逆变器主电路参数设计
传 输 有 功 功 率 及 感 性 无 功 功 率 ， 样 电 能 将 从 同 Ｐ Ｍ 变 流 器 直 流侧 传 输 至 电 网 ； Ｐ Ｗ 当 ＷＭ 变 流 器 运 行 至 Ｄ 点 时 ， 可实现 单位 功 率 因数 有 源逆 变 控 便 制 ． 了减小 对 电网 的影响 ， 达 到单位 功率 因素 控 为 并
制， 当逆 变器 从 电网吸 收能量 时 ， 运行 于整 流工作 其
状 态 ， 网 电 压 和 电 流 同 相 ． 逆 变 器 向 电 网输 入 电 电 当
电容应 选取 的尽 量 大 ， 防止 在 有 负 载扰 动 时 直 流 电 压 值 的动态 降落．
逆变器 输 出相电压 的有 效值 为 ：
Ｉ Ｔ的选 取 需 要 考 虑 三 方 面 的 因 素 ： 关 速 ＧＢ 开
度 、 定 电压 和额 定 电流 ． 额 根据 １ Ｗ 光 伏 逆 变 器 ０ｋ 的技 术要求 ， 流母线 电压最 高为 ８ ０Ｖ， 虑 到关 直 ５ 考
断尖 峰可 能要 达 到 １ ２倍 ， ． 因此 Ｉ Ｂ 耐压 要 超 过 Ｇ Ｔ ８ ０＊１ ２ ０ ０Ｖ． 统 的额 定 功 率 为 １ Ｗ ， ５ ． ＝１ ２ 系 ０ｋ 考 虑到 １ １ 的过 载能 力 ， ． 倍 流过 Ｉ Ｂ 的最 大 电流为 Ｇ Ｔ
外 环 为 直 流 电 压 环 ， 的是 稳 定 直 流 侧 母 线 电压 ， 目 最
随着 当今 经 济 的快 速 发 展 ， 们 对 能 源 的需 求 人
日益增 长． 而像 煤 、 然 石油 、 然气 等 不 可 再 生 能 源 天
的储 量 已经 十 分 有 限 ， 时 这 些 能 源 对 环 境 也 产 生 同
逆 变器 运行 ， 此时 电流 方 向与电 网电压方 向反 向． 当 变 流器 作为逆 变器 运行 时 ， 电压 矢 量 Ｕ 端点 在 圆 轨 迹Ｃ ＤＡ 上 运 动 ， 时 Ｐ 此 ＷＭ 变 流 器 便 处 在 于 有 源 逆变状态 ； 电压 矢 量 Ｕ 在 Ｃ 弧 段上 运行 时 ， 当 Ｄ
光伏并网逆变器的设计
半导体器件应用网/news/201535.html 光伏并网逆变器的设计【大比特导读】基于光伏并网逆变器的基本原理和控制策略，设计了并网型逆变器的结构，其采用了内置高频变压器的前后两级结构，即前级DC/DC高频升压，后级DC/AC工频逆变。
该设计模式具有电路简单、性能稳定、转换效率高等优点。
基于光伏并网逆变器的基本原理和控制策略，设计了并网型逆变器的结构，其采用了内置高频变压器的前后两级结构，即前级DC/DC高频升压，后级DC/AC工频逆变。
该设计模式具有电路简单、性能稳定、转换效率高等优点。
在能源日益紧张的今天，光伏发电技术越来越受到重视。
太阳能电池和风力发电机产生的直流电需要经过逆变器逆变并达到规定要求才能并网，因此逆变器的设计关乎到光伏系统是否合理、高效、经济的运行。
1光伏逆变器的原理结构光伏并网逆变器的结构如图1所示，主要由前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器构成。
其基本原理是通过高频变换技术将低压直流电变成高压直流电，然后通过工频逆变电路得到220V交流电。
这种结构具有电路简单、逆变电源空载损耗很小、输出功率大、逆变效率高、稳定性好、失真度小等优点。
图1光伏逆变器结构图逆变器主电路如图2所示。
DC/DC模块的控制使用SG3525芯片。
SG3525是双端输出式SPWM脉宽调制芯片，产生占空比可变的PWM波形用于驱动晶闸管的门极来控制晶闸管通断，从而达到控制输出波形的目的。
作为并网逆变器的关键模块，DC/AC模块具有更高的控制要求，本设计采用TI公司的TMS320F240作为主控芯片，用于采集电网同步信号、交流输入电压信号、调节IGBT门极驱动电路脉冲频率，通过基于DSP芯片的软件锁相环控制技术，完成对并网电流的频率、相位控制，使输出电压满足与电网电压的同频、同相关系。
滤波采用二阶带通滤波器，是有源滤波器的一种，用于传输有用频段的信号，抑制或衰减无用频段的信号。
其可以有效地滤除逆变后产生的高频干扰波形，使逆变后的电压波形达到并网的要求。
并网光伏电站设计—逆变器
b、光伏阵列中某一个组件被阴影遮挡时，该组件不仅不能 输出功率，还会成为系统的负载，引起该组件的发热。
2、组串型逆变器
（1）特点：每个光伏组串通一个逆变器， 在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流 端并联并网。对光伏组件串的利用率高一 些。
c、电压保护水平（Vp）：
汇流箱参数：额定直流电 电压保护水平Vp/kV
压Vn/V
Vn≤60
<1.1
60<Vn≤250
<1.5
250<Vn≤400
<2.5
400<Vn≤690
<3.0
690<Vn≤1000
<4.0
5、其他功能
（1）通信功能，实现远程通信； （2）显示功能，具有显示光伏组串电流； （3）外壳防护等级，IP65，满足室外安装。
2、选择逆变器类型
（1）大型电站（100kW以上的）一般选择 集中型逆变器；
（2）家庭电站或某些单位的小型电站一般 选用组串型逆变器；
（3）微型逆变器由于价格较高，目前国内 很少使用。
3、逆变器功率的选择
要与光伏方阵的设计容量相匹配，差距不 要太大。
六、汇流箱
汇流箱是将光伏组串连接，实现光伏组串 间并联的装置，并将必要的保护器件安装 在此装置内。
并网光伏电站设计—选型
光伏发电系统组成 主要包括太阳能电池组件、光伏支架、
汇流箱、逆变器、升压变压器、二次监控系 统等。
光伏并网逆变系统的设计
一、光伏并网逆变器的类型 二、光伏并网逆变器的功能 三、光伏并网逆变器电路结构框图 四、阳光电源公司SG500MX的交流参数 五、逆变器选型 六、ห้องสมุดไป่ตู้流箱
光伏并网微逆变器的设计
光伏并网微逆变器的设计
1 光伏并网微逆变器简介
光伏并网微逆变器（Grid-tied Micro Inverter）是一种用于开
放式光伏系统的新型变换器，可以准确地将由多路太阳能单元收集的
直流能量转换为平衡的交流电能，然后将其输入到电网或本地负载中。
本设计的微逆变器的目的是研发一种适用于开放式光伏系统，可以实
现最优性能、最低成本以及最短运行时间的设备。
2 微逆变器设计原理
微型逆变器的设计原理是利用其底层发电系统“多路太阳能细胞”（Multi-junction Solar Cells）以及每个太阳能细胞交流输出最优
性能的控制逻辑。
首先，每个太阳能细胞根据其能量来划分不同等级；然后，不同等级的太阳能细胞会产生不同的相位和功率；最后，对于
每个太阳能细胞的相位和功率，根据功率曲线分析及最优化算法，以
及直流母线输出功率最大化，从而使发电系统输出最大功率。
3 硬件要求
微型逆变器硬件系统包括控制器和变换器。
控制器通过调节DC母
线及太阳能单元输出电流来实现最优化的输出效果，而变换器则利用
半导体元件的高速PWM技术来输出 AC 脉冲信号，使得逆变器能够精
确通过调节脉冲宽度调控 AC 电压，而不受 AC 电压的范围限制。
4 其他考虑因素
在微逆变器的设计中，除了硬件设计外，还必须考虑应用场景周围环境因素，比如温度等，否则可能会对设备造成严重损害。
此外，对微型逆变器的设计还需要考虑其安全性问题，即放电防护及湿度防护等，确保微逆变器的安全工作。
5 结论
由于光伏并网微逆变器能够极大提高开放式光伏系统的性能以及效率，因此本设计的微型逆变器将成为未来光伏系统中不可或缺的组成部分。
第五章光伏并网逆变器的电路拓扑讲解
第五章光伏并网逆变器的电路拓扑5.1 光伏并网逆变器的分类5.2 隔离型光伏并网逆变器5.3 非隔离型光伏并网逆变器5.4 多支路光伏并网逆变器5.5 微型光伏并网逆变器第五章光伏并网逆变器的电路拓扑光伏并网逆变器将太阳能电池输出的直流电转换成符合电网要求的交流电再输入电网，是光伏并网系统能量转换与控制的核心。
光伏并网逆变器的性能影响和决定整个光伏系统是否能够稳定、安全、可靠、高效地运行，同时也是影响整个系统使用寿命的主要因素。
本章将对光伏并网逆变器进行分类讨论。
5.1 光伏并网逆变器的分类根据光伏并网逆变器与电网的连接有无隔离变压器，可将光伏并网逆变器分为隔离型和非隔离型两大类，详细分类如图5-1所示。
图5-1 光伏并网逆变器分类5.1 光伏并网逆变器的分类5.1.1 隔离型光伏并网逆变器结构工频隔离型特点：主电路和控制电路相对简单，光伏阵列直流输入电压的匹配范围较大，可有效防止电网电流通过桥臂与人体在直流侧形成回路造成的人体伤害事故，保证系统不会向电网注入直流分量，有效的防止了配电变压器的饱和。
但体积大、质量重，增加了系统损耗及成本。
5.1 光伏并网逆变器的分类5.1.1 隔离型光伏并网逆变器结构高频隔离型特点：相比工频隔离型，具有较小的体积和质量，克服了工频隔离型的主要缺点。
图5-3 高频隔离型光伏并网逆变器结构a) DC/DC变换型 b) 周波变换型5.1 光伏并网逆变器的分类5.1.2 非隔离型光伏并网逆变器结构与隔离型相比，省去了笨重的隔离变压器，体统结构简单、质量变轻、成本降低并提高了效率，将成为今后主要的光伏并网逆变器结构。
包括单级非隔离型和多级非隔离型。
图5-4 非隔离型光伏并网逆变器结构5.1 光伏并网逆变器的分类5.1.2 非隔离型光伏并网逆变器结构非隔离型的光伏并网系统中，光伏阵列与电网电压直接连接。
大面积的光伏阵列与大地之间存在较大的分布电容，因此会产生光伏阵列对地的共模漏电流。
太阳能光伏并网逆变器的原理参考文档
四．光伏逆变器的安装注意事项及维护：
逆变器安装维修的注意事项：
1、在安装前首先应该检查逆变器是否在运输过程中有
无损坏。
2、在选择安装场地时，应该保证周围内没有任何其他
电力电子设备的干扰。
3、在进行电气连接之前，务必采用不透光材料将光伏
电池板覆盖或断开直流侧断路器。暴露于阳光，光伏
阵列将会产生危险电压。
太阳能光伏并网系统结构图如图1所示。本系统采用两级式设计， 前级为升压斩波器，后级为全桥式逆变器。前级用于最大功率追踪， 后级实现对并网电流的控制。控制都是由DSP芯片TMS320F2812协 调完成。
图1 光伏并网系统结构图
3
逆变器的设计 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板发出的直流电逆 变成单相交流电，并送入电网。同时实现对中间 电压的稳定，便于前级升压斩波器对最大功率点 的跟踪。并且具有完善的并网保护功能，保证系 统能够安全可靠地运行。图2是并网逆变器的原 理图。
12
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2.高频环节逆变技术 高频环节逆变电路如图2 所示，就是利用高频变
压器替代低频变压器进行能量传输、并实现变流装置 的一、二次侧电源之间的电器隔离，从而减小了变压 器的体积和重量，降低了音频噪音，此外逆变器还具 有变换效率高、输出电压纹波小等优点。此类技术中 也有不用变压器隔离的，在逆变器前面直接用一级高 频升压环节，这级高频环节可以提高逆变侧的直流电 压，使得逆变器输出与电网电压相当，但是这样方式 没有实现输入输出的隔离，比较危险，相比这两种技 术来讲，高频环节的逆变器比低频逆变器技术难度高 、造价高、拓扑结构复杂。
•
按直流电源分可分为:
（1）电压源型逆变器（VSI）
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太阳能光伏并网逆变器电路设计
1、引言
太阳能的大规模应用将是21世纪人类社会进步的重要标志，而光伏并网发电系统是光伏系统的发展趋势。
光伏并网发电系统的最大优点是不用蓄电池储能，因而节省了投资，系统简化且易于维护。
这类光伏并网发电系统主要用于调峰光伏电站和屋顶光伏系统。
目前，美、日、欧盟等发达国家都推出了相应的屋顶光伏计划，日本提出到2010年要累计安装总容量达50、000MW的家用光伏发电站。
作为屋顶光伏系统的核心，并网逆变器的开发越来越受到产业界的关注[1]。
2、光伏并网系统设计
2.1、系统结构
光伏并网逆变器的结构如图1所示。
光伏并网逆变器主要由二部分组成：前级DC-DC变换器和后级DC-AC逆变器。
这2部分通过DClink相连接，DClink的电压为400V。
在本系统中，太阳能电池板输出的额定直流电压为100V～170V。
DC—DC变换器采用boost结构，DC—AC部分采用全桥逆变器，控制电路的核心是TMS320F240型DSP。
其中DC-DC变换器完成最大功率跟踪控制）MPPT）功能，DC-AC逆变器维持DClink 中间电压稳定并将电能转换成220V／50Hz的正弦交流电。
系统保证并网逆变器输出的正弦电流与电网的相电压同频和同相。
2.2、控制电路设计
2.2.1、TMS320F240控制板
TMS320F240控制板如图2所示，以TI公司的TMS320F240型DSP为核心，外围辅以模拟信号调理电路、CPLD、数码管及DA显示、通信及串行E2PROM，完成电压和电流信号的采样、PWM脉冲的产生、与上位机的通信和故障保护等功能。
2.2.2、电压和电流信号检测电路
模拟信号检测电路的功能是把强电信号转换为DSP可以读取的弱电数字信号，同时要保证强电和弱电的隔离。
笔者选用惠普公司的HCPL7800A型光电耦合器，其非线性度为0.004％，共模电压为l、000V时的共模抑制能力为15kV／lμs，增益温漂为0.000、25V／℃，带宽为100kHz。
具体隔离检测电路如图3所示。
2.2.3、IGBT驱动电路
DSP控制电路产生的PWM信号先通过驱动电路，然后控制IGBT开关管的开通状态。
笔者选用惠普公司的HCPL3120型专用IGBT驱动电路，如图4所示。
驱动电路的输入和输出是相互隔离的，驱动电路还有电平转换功能，将DSP的+5V控制电压转换为+15V的IGBT驱动电压，驱动电路电源采用金升阳公司的B0515型隔离电源模块。
2.2.4、辅助电源
为了给光伏并网逆变器的控制电路、信号采集电路及开关管驱动电路等提供各种工作电源，需要设计1个与主电路隔离的辅助电源。
辅助电源的输入电压为100VDC～170VDC；输出的3路电压分别为+15VDC）2.5W）、-15VDC）2.5W）和+5VDC）5W）；输出电压波动小于1％。
笔者采用最新的Topswitch系列FOP222型电路进行辅助电源的设计[3]。
辅助电源主电路采用单端反激式拓扑结构，如图5所示。
3、最大功率跟踪控制MPPT
MPPT的实质是一种自寻优过程[4]，常用的方法有固定电压跟踪法、扰动观测法、导纳微增法和间歇扫描跟踪法。
笔者采用的是间歇扫描跟踪法。
其核心思想是定时扫描一段）一般为0.5倍～0.9倍的开路电压1阵列电压，同时记录不同电压下对应的阵列输出功率值，然后比较不同点太阳电池阵列的输出功率，得出最大功率点。
笔者对间歇扫描法进行了改进，即在较短时间间隔内只在缩小的跟踪范围内）Vm-0.1Voc 和Vm+0.1Voc）扫描1次。
其中Vm和Voc分别是太阳能电池阵列的最大功率点工作电压和阵列开路电压。
每隔一段较长时间后再在整个跟踪范围内对各工作点扫描1次。
改进后的间歇扫描法控制既保持了跟踪的控制精度又提高了系统运行的稳定性。
4、反孤岛效应控制方法
孤岛效应是指由于电气故障、误操作或自然因素等原因造成电网中断供电时各个用户端的太阳能光伏并网逆变器仍独立运行的现象。
一般来说，孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户的设备造成不利的影响，包括并网逆变器持续供电可能危机电网线路维护人员的生命安全：干扰电网的正常合闸过程：电网不能控制孤岛中的电压和频率。
可能造成用户用电设备的损坏[5]。
因此解决光伏并网系统的孤岛问题显得尤为重要。
笔者提出了一种正反馈频率扰动的反孤岛检测方法。
该方法的主要思想是首先判断当前电网电压频率的漂移方向，然后周期性地对输出电流频率施以相应的扰动。
同时观测实际输出电流频率。
当输出电流频率跟随扰动信号变化即输出电流频率可由并网逆变器控制时，就成倍增加扰动量。
以达到使输出电流频率快速变化而触发反孤岛频率检测的目的。
5、实验
笔者对500W光伏并网逆变器进行了测试。
采用8块额定功率为50W的多晶硅太阳电池阵列串连，输入电压为100VDC-170VDC，输出电压为220VAC，输出频率为50Hz。
输入侧分别用安培表和伏特表测量太阳电池的输入电压和电流，输出侧采用FLUKE、43B型电能质量分析仪检测并网逆变器输出交流电压和电流的参数和波形。
由于输出交流电流值太小，因此采用在电流探头上绕8匝后测量。
测试结果是太阳电池的输出电压基本在122V左右，输出电流为2A，输出功率为244W。
由测试结果可以看出。
逆变器的输出电压为230.9V，输出功率为1.45kW／8=181.2W，所以逆变器的效率为0.74，逆变
器的效率包括DC-DC变换和DC-AC变换及辅助电源的总效率。
逆变器输出功率因数为0.97，基本保持与网压同频和同相。
输出电流的基波分量占电流总量的99.6％，输出的电能质量是令人满意的。
6、结束语
由实验波形可以看出，所设计的光伏并网逆变器工作稳定。
性能良好。
由于采用了以TMS320F240型：DSP为主的控制电路，系统具有较好的动态响应特性。
采用了具有最大功率跟踪和反孤岛控制功能的软件设计，因而能充分利用太阳能电池的能源且能检测孤岛效应的发生。