工频隔离的光伏并网逆变器的研制
利用LLC谐振电路隔离的光伏并网逆变器设计
利用LLC谐振电路隔离的光伏并网逆变器设计
本文提出了一种利用LLC谐振电路进行隔离的高频光伏并网逆变器设计方案，将隔离型和非隔离型光伏并网逆变器的优点结合到一起，既减轻了重量、缩小了体积、降低了成本，又提高了电能质量和安全性。
而且由于使用LLC谐振电路能够实现DC-DC级功率器件的软开关，可以大大降低功率器
件的开关损耗，因此能显着提高整个系统的转换效率和器件的使用寿命。
1 光伏并网逆变器结构及基本原理
1.1 系统设计结构
采用LLC隔离的光伏并网逆变器结构如图1所示，它包括DC-DC 直流升压级和DC-AC 逆变级两级结构，前级负责对太阳能电池阵列传送过来的直流电进行升压和最大功率跟踪，后级负责对前级传送过来的直流电进行逆变，最后经过滤波电路后进行并网。
1.2 工作原理
光伏并网逆变器通过使功率器件有规律的开通、关断来控制电能的传输，功率器件的开通关断采用脉冲宽度调制(PWM)方式来控制。
太阳能电池产生的直流电首先送给DC-DC 电路，DC-DC 级执行最大功率点跟踪(MPPT)算法，使太阳能电池始终工作在最大功率点。
经过最大功率点跟踪控制后DC-DC电路将太阳能电池的电能进行升压变
成适合DC-AC 级的直流电，然后送到DC-AC级将直流电变换成交流电。
控制器对采样电路采取的电网电压或电流相位进行跟踪计算，然后通过调节
DC-DC级功率器件开关使逆变器的输出电流与电网电压同频同相，最后通过输出滤波电路或隔离变压器将电能输送到电网。
本文DC-DC级输入200~300。
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。
《2024年基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》范文
《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着全球能源结构的转变，可再生能源的利用越来越受到重视。
其中，光伏发电以其清洁、可再生的特点，成为了重要的能源来源。
然而，光伏发电的输出功率受到环境因素如光照、温度等的影响，具有很大的波动性。
因此，设计一种基于光伏发电预测的并网逆变器，以提高光伏发电系统的稳定性和效率，成为了研究的热点。
本文旨在介绍一种基于光伏发电预测的并网逆变器的设计与实现。
二、系统设计1. 整体架构设计本系统主要由光伏电池板、数据采集模块、预测模块、并网逆变器模块和控制系统组成。
其中，数据采集模块负责实时采集光伏电池板的输出功率和环境数据；预测模块基于采集的数据进行光伏发电功率预测；并网逆变器模块将直流电转换为交流电并入电网；控制系统则负责整个系统的协调和控制。
2. 预测模块设计预测模块是本系统的核心部分，它基于历史数据和实时环境数据，采用机器学习算法进行光伏发电功率预测。
具体而言，我们采用了长短期记忆网络（LSTM）模型，该模型能够捕捉时间序列数据中的长期依赖关系，适用于光伏发电功率预测。
三、硬件设计1. 数据采集模块数据采集模块采用传感器和微控制器实现。
传感器负责采集光伏电池板的输出功率和环境数据（如光照、温度等），微控制器则负责将传感器数据传输至预测模块。
2. 并网逆变器模块并网逆变器模块采用高性能的电力电子器件和控制芯片实现。
它能够将光伏电池板产生的直流电转换为交流电，并入电网。
同时，它还能够根据预测模块的预测结果，调整输出功率，以实现最大化的能源利用。
四、软件实现1. 预测算法实现预测算法采用Python语言实现，利用深度学习框架（如TensorFlow）构建LSTM模型。
模型训练采用历史数据和实时环境数据，通过不断优化模型参数，提高预测精度。
2. 控制系统实现控制系统采用嵌入式系统实现，通过与预测模块、并网逆变器模块的通信，实现整个系统的协调和控制。
具体而言，控制系统根据预测模块的预测结果，调整并网逆变器模块的输出功率，以实现最大化的能源利用。
可并网运行光伏逆变器的研制
第一章绪论1 绪论1.1 论文研究背景及意义太阳能光伏发电技术己历经了半个多世纪的发展。
目前全世界太阳能电池组件的年产量已达2000MWp以上，2005年投入应用的太阳能光电系统的累计容量已超过2200MWp，太阳能已成为全球发展最快的能源【1】。
预计到2010年，全世界太阳能电池组件年产量将高达 3.2GWp。
太阳能光伏发电系统正迈向大规模的商业应用。
一方面，兆级光伏电站不断出现，最大的已达到6.5MWp，正在建造的最大规模为64MWp。
另一方面，近年来许多国家的政府都非常重视发展太阳能屋顶光伏发电系统【2】。
1990年德国率先提出并实施“一千屋顶计划”，在居民住宅屋顶上安装容量为太阳能并网发电系统。
由于采取了一些优惠政策，项目结束时共安装1～5KW的屋顶太阳能并网发电系统2056套。
1999年1月进一步提出了“十万屋顶计划”，到2000年安装太阳能发电系统容量超过40MW【3】。
现在德国的太阳能发电市场已从探索阶段发展成为繁荣的专业市场。
日本从20世纪70年代开始连续制订和实施了几个太阳能发电发展5年计划，到1996年底己安装2700套并网户用太阳能发电系统，每套容量平均为3MW。
同时，日本政府又提出“30年计划”，预计到2030年光伏发电总容量达100GWp。
目前日本的光伏组件产量己超过美国居世界第一位。
意大利1998年实施“全国太阳能屋顶计划”，总容量为50MWp。
在这类系统中，规模最大的是1997年6月美国总统克林顿在联合国环境发展会议上宣布的“百万太阳能屋顶计划”，到2010年将安装101.4万套光电系统，总安装容量高达3025MWp。
欧盟在1997年11月26日发表了名为《能源的未来:再生能源》的欧盟战略与行动白皮书提出，到2010年在欧盟范围内要安装100万套太阳能发电系统，其中50万套为屋顶太阳能并网发电系统，需要光伏组件l000MW，另外50万套是为乡村供电的独立太阳能发电系统。
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。
开题报告光伏逆变器的研制ppt课件
1.选题依据
1.3 目的及意义
1. 掌握离网单相光伏逆变技术。触类旁通，为日后有机会从事相关工作 打下坚实的基础。
2. 本次课程设计涉及模拟电子技术，数字电子技术，电力电子技术，检 测技术，电路，控制理论，C语言，单片机原理及应用，计算机控制技术 等。对所学课程有巩固和加深理解的作用。
3. 提高动手能力，积累经验，为以后学习复杂调制技术，控制技术打下 坚实的基础。
图6 单极性调制
图7 双极性调制
2.研究内容
2.3.1 系统设计思路
1.单相全桥逆变电 路 2.DSP控制器 3.PWM驱动模块 4.检测及调理电路 5.电源模块 6.液晶显示模块
图12 系统结构原理图
2.研究内容
2.3.2 软件设计思路
软件设计具体思路如下：TMS320F2812作为主控制器完成 SPWM脉冲的产生，液晶显示，以及四路A/D采样。
3
1.选题依据
1.2 研究状况
下面简述逆变器技术发展历程， 逆变器技术的发展始终与功率器件及其 控制技术的发展紧密结合，从开始发展至今经历了四个阶段。
第四阶段：21世纪
高频化、高效率、高功率密度、高可靠性、智能化的方向发展
第三阶段：20世纪 90年代
微电子技术的发展：矢量控制技术、多电平变换技术、重复控制、模糊控制等技术
2.研究内容
2.2 . 研究设计基础
1
光伏逆变原理
2
SPWM调制技术
3
TMSF2812控制器
2.ห้องสมุดไป่ตู้究内容
2.2.1 光伏逆变原理
并网型光伏逆变结构原理图
独立型光伏逆变结构原理图
2.研究内容
2.2.2 SPWM调制技术
基于TMS320F28035并网光伏逆变器的研制
ｄ Ｐ ／ ｄ Ｖ ： ± 时系统 就工 作在 最大 功率点 。
（ 二 ）孤 岛效 应 的 防止
孤 岛的检 测方法 一般分 为被动法 和主动法 。本文结 合实 际逆 变 器 的控制原理 ， 采用 主动式 阻抗 检测 法来 实现孤岛现象的防止。作为
Hale Waihona Puke （ 一 ）最 大 功 率 点 的 跟 踪 控 制
析 ，提 出 了具体 的 解 决方 案 。
【 关键 词 】 光伏 ；并 网 ；逆 变器 ；最 大 功率 跟踪
文章编号 ： ｌ Ｓ Ｓ Ｎ １ ０ ０ ６ ￣６ ５ ６ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ － ０ １ ４ １ － ０ ２ 引 言
由于太 阳能 发 电具有 清 洁环保 、可再生等 优点 ，随着近年来 光 伏组件 价格 大幅降 低 ，光伏 并 网发 电得 到 了规模 应用 。并 网逆 变器 作为并 网光 伏发 电系统 中的关键 设备之 一 ，其关 键技 术设计 对提 高 光伏 发 电效 率 、降低 成本具 有重要 的 意义 。本文 重点介 绍 了光 伏并 网逆变器设计 中的关键技术 ， 并 给出了基 于 Ｔ Ｍ Ｓ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ０ ３ ５ 作 为核心 处理 器 的并 网逆变 器具 体设计 方 案 。
太 阳能 电池的伏安特性表示不 同光 强 和 温度 下 太 阳能 电池 的伏 安 曲线 。 电流源输出的光伏并网逆变器，有 ： 一 ｓ ｍ（ ｏ ｔ ＋ ） 它的输 出功 率一 电压 曲线如 图 ２ 所示 。 周 期的在 电流 幅值上加一 些小 的扰动 ，通 过检测这 些扰动在 电 从 图 中可 以看 出 ，每条 曲线 都存 在一 图 ２ 不 同温 度下 的 Ｐ － Ｖ曲线 网电压上 的响应来 判 断是 否存 在孤 岛。当电 网未 断开 时 ，由于 电网 个 最大 功率 点 ，这个 功 率点 对应 唯一 的太 阳能电池输 出 电压 。因此 通过调 节太 阳能 电池 的输 出电压使 其 的存在 ，电流幅值 的扰 动不 会造 成 了逆变器 输 出电压 幅值 的扰动 。 当电网 断开时 ，电流 幅值 的扰 动就会造 成负 载电压 的变 化 ，通过 检 趋 近最 大功 率点 时 的输 出电压 ，就可 以实现 最 大功 率点 的跟 踪 。 爬 坡法作 为太 阳能最大 功率点 的跟踪 方法 之一 由于其简单 、易 测 这个 电压幅值 的变 化 ，就能判 断 出是 否存在 孤岛 。实践 中证 明这 行 ，被广泛 应用 。它的主 要思想 是通过 周期性 的给太 阳能 电池的输 种 方 法 简 单 、 易 出电压加 扰动 ，比较其 输出功 率与前 一周期 的输 出功率 的大小 ，如 行 。 （三 ） 系 统 果功 率增加在 下一个周期 以同样方 向加扰动 ，否 则改变扰动 的方向 。 的控 制 然而它这种 方法 没有将太 阳能电池输 出功率 的变 化与光强的变化联系 系统 的 构成 如 图 ４所 示 。本 文采 用 了单相 全 桥 式结
10kW光伏并网逆变器的研制
10kW光伏并网逆变器的研制随着太阳能光伏发电技术的不断发展和应用，光伏逆变器作为太阳能发电系统的核心设备，起着将直流电能转换为交流电能的重要作用。
为了满足日益增长的电力需求和提高太阳能发电的效率，研制一款高性能的10kW光伏并网逆变器显得尤为重要。
首先，研制一款10kW光伏并网逆变器需要考虑到其高效率的转换电路设计。
通过采用先进的电力电子器件和高效的功率传递技术，实现光伏电池组件输出直流电能到电网的高效转换，最大程度地提高能量利用率。
此外，合理设计电路拓扑结构，减少电路中的功率损耗，提高整体效率。
其次，稳定可靠的控制策略也是研制10kW光伏并网逆变器的关键。
通过采用先进的控制算法和电路保护措施，确保逆变器在不同工作条件下的稳定运行。
同时，加入MPPT（最大功率点跟踪）技术，实时调整光伏电池组件的工作状态，使其始终工作在最佳发电状态，提高整个系统的发电效率。
另外，为了适应不同的应用场景，10kW光伏并网逆变器还需要具备良好的适应性和可扩展性。
通过设计合理的接口和通信协议，实现与电网的良好交互，逆变器能够自动感知电网状态，并根据需求进行响应，确保电网的稳定运行。
此外，为了方便系统的扩展，逆变器还应具备良好的模块化设计，方便根据需求进行增加或减少功率容量。
最后，研制一款10kW光伏并网逆变器还需要考虑到其成本和可靠性。
通过合理的设计和选择合适的元器件，降低成本的同时保证产品的可靠性和性能。
同时，进行严格的质量控制和测试，确保产品在长期运行中的稳定性和可靠性。
综上所述，研制一款高性能的10kW光伏并网逆变器需要考虑到高效率的转换电路设计、稳定可靠的控制策略、良好的适应性和可扩展性，以及成本和可靠性的平衡。
只有通过持续不断的研发和创新，才能推动光伏逆变器技术的进步，进一步推动太阳能光伏发电的发展。
工频隔离型并网逆变器工作流程
工频隔离型并网逆变器工作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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高频隔离型光伏并网逆变器拓扑及其控制策略
高频隔离型光伏并网逆变器拓扑及其控制策略
高频隔离型光伏并网逆变器是为了解决当前光伏发电系统并网技术中存在的安全性和可靠性问题，采用的一种新的上网策略。
此技术的优势在于其结构简单，功耗小、可靠稳定，在有效抑制电网电磁干扰及抗外界干扰能力较强等方面具有显著优势。
高频隔离型光伏并网逆变器结构主要由一个桥式电流升压型MOSFET变换器（BCC），一个典型的高频隔离变压器（LTI）和两个微处理器（MCU）组成。
BCC采用MOSFET输出，BCC双向共模谐振可实现光伏电池阵列的升压调节，主要负责光伏电池的充电及放电，也是提供光伏发电系统的主要输出；LTI是将BCC高频隔离，将BCC采样的焊连电压到逆变输出母线；MCU1负责控制和监测BCC的输入端电压及输出端电流，给BCC下发MPPT控制信号；MCU2负责故障检测、受控开关控制以及状态监控。
高频隔离型光伏并网逆变器控制策略主要有双微处理器（MCU）信号跟踪及双环控制策略。
在双微处理器（MCU）信号跟踪策略中，MCU1通过计算取样和控制高频MOSFET变换器（BCC）输出电势，完成MPPT控制，同时MCU2负责检测系统状态输出信号，以便提供给电网负载一定的电力；另一种策略是双环控制策略，该策略是把系统建模为两个反馈环节，即控制BCC输出电压及电网电流闭环，同时使用外部状态反馈，以提供变化的状态信息，调整整个系统输出功率，从而改善系统性能。
一种双H桥高频隔离型光伏并网逆变器[发明专利]
![一种双H桥高频隔离型光伏并网逆变器[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6fe20bd531126edb6e1a10d4.png)
专利名称：一种双H桥高频隔离型光伏并网逆变器专利类型：发明专利
发明人：祝龙记,陈士路
申请号：CN201310043120.5
申请日：20130204
公开号：CN103151948A
公开日：
20130612
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及双H桥高频隔离型光伏并网逆变器，包括H桥斩波电路，其输入端与光伏电池板的输出端相连，其输出端与高频变压器T1的输入端相连，高频变压器T1的输出端通过整流滤波电路与H桥逆变电路的输入端相连，H桥逆变电路的输出端与输出滤波电路的输入端相连，还包括DSP控制器，其输入端与光伏检测采样电路、并网采样电路和保护电路的输出端相连，其输出端与通过驱动电路分别与H桥斩波电路、H桥逆变电路的输入端相连。
本发明通过高频变压器T1实现了光伏电池直流电和电网交流电的完全隔离；采用两级高频PWM控制，实现了系统运行的高效率；本发明采用保护电路，可对系统进行全方位监控保护，有效地保证光伏逆变器的并网运行的安全性和可靠性。
申请人：安徽明赫新能源有限公司,安徽理工大学
地址：230088 安徽省合肥市高新区望江西路800号创新产业园C4三楼305、306室
国籍：CN
代理机构：合肥天明专利事务所
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三相工频隔离型光伏逆变器
三相工频隔离型光伏逆变器摘要：1.光伏逆变器概述2.三相工频隔离型光伏逆变器工作原理3.主要技术参数与选择要点4.应用场景及优势5.市场前景与趋势正文：一、光伏逆变器概述光伏逆变器是一种将太阳能光伏组件产生的直流电转换为交流电的设备，以供负载使用或并网发电。
随着光伏发电行业的快速发展，光伏逆变器的技术也在不断进步，从单相到三相，从工频到高频，从隔离型到非隔离型等。
其中，三相工频隔离型光伏逆变器在稳定性、效率和可靠性方面具有显著优势。
二、三相工频隔离型光伏逆变器工作原理三相工频隔离型光伏逆变器采用三相全桥拓扑结构，通过电流互感器实现直流侧与交流侧的电气隔离。
在工作过程中，直流侧电压经过逆变器转换为交流电，再经过变压器升压或降压，最后输出到电网或负载。
其控制策略通常采用矢量控制技术，通过d分量控制有功电流，q分量控制无功电流，实现对交流电压和直流母线电压的精确控制。
三、主要技术参数与选择要点1.功率容量：根据光伏发电系统的规模和负载需求选择合适功率的逆变器。
2.转换效率：高转换效率可以降低系统成本，提高发电量。
选择时可参考国家或行业标准。
3.电压等级：根据并网电压或负载电压选择合适的电压等级。
4.输出电流：根据负载电流选择大于等于负载电流的输出电流。
5.保护功能：完善的保护功能可以确保逆变器在不同环境下稳定运行。
6.品牌与售后服务：选择有良好口碑和售后服务的企业产品。
四、应用场景及优势1.并网发电：适用于大型光伏发电系统，可实现清洁能源的高效利用。
2.离网供电：适用于偏远地区或户外临时用电，具有自主供电能力。
3.微电网：适用于微电网系统，可实现多种能源的高效协同。
五、市场前景与趋势随着全球对可再生能源的需求增加，光伏发电市场将持续增长。
三相工频隔离型光伏逆变器凭借其优异性能，将在市场中占据越来越大的份额。
未来发展趋势包括：1.高效率、高功率密度的逆变器技术。
2.智能化、互联网化的管理系统。
3.轻量化、模块化的设计。
三相工频隔离型光伏逆变器
三相工频隔离型光伏逆变器（实用版）目录1.三相工频隔离型光伏逆变器的概述2.三相工频隔离型光伏逆变器的工作原理3.三相工频隔离型光伏逆变器的优点与缺点4.三相工频隔离型光伏逆变器的应用场景5.三相工频隔离型光伏逆变器的发展趋势正文一、三相工频隔离型光伏逆变器的概述三相工频隔离型光伏逆变器是一种将光伏发电系统产生的直流电转换为工频交流电的设备。
它可以将光伏阵列产生的直流电转换为三相交流电，以供电网使用。
该类型逆变器具有工频隔离的特点，可以有效保护人身安全和设备安全。
二、三相工频隔离型光伏逆变器的工作原理三相工频隔离型光伏逆变器主要由光伏阵列、直流输入、逆变器本体和工频输出四部分组成。
光伏阵列将太阳光转换为直流电，通过直流输入端传送到逆变器本体。
逆变器本体采用三相全桥逆变器结构，通过调整开关管的开关时间，使得输出端产生三相交流电。
最后，工频输出端的三相交流电可以接入电网。
三、三相工频隔离型光伏逆变器的优点与缺点优点：1.工频隔离：该类型逆变器具有工频隔离的特点，可以有效保护人身安全和设备安全。
2.高效率：三相工频隔离型光伏逆变器采用全桥逆变器结构，具有较高的转换效率。
3.稳定性好：该类型逆变器能够实现对光伏发电系统的实时监控和调节，保证输出电流的稳定。
缺点：1.成本较高：由于采用了工频隔离技术，导致逆变器的成本较高。
2.占地面积较大：三相工频隔离型光伏逆变器的结构较为复杂，因此占地面积较大。
四、三相工频隔离型光伏逆变器的应用场景该类型逆变器广泛应用于光伏发电系统中，尤其在对安全性要求较高的场合，如住宅区、商业区等。
五、三相工频隔离型光伏逆变器的发展趋势随着光伏发电技术的不断发展，三相工频隔离型光伏逆变器在技术上将不断优化，成本将逐渐降低，转换效率将进一步提高。
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ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｅａｃｈ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ａｎｄ ｈａｓ
ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
ａｍｏｎｇ ｔｈｅｍ．Ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ５６Ｆ８０３６ ｏｆ ＦＲＥＥＳＣＡＬＥ ｃｏｍｐａｎｙ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈｉｐ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｉｐ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ
图１—３光伏并网发电系统结构图……………………………………………………一７ 图２—１并网工作时的等效电路和电压电流矢量图…………………………………．９
图２—２滞环比较的电流控制图………………………………………………………１０
图２—３定时控制的电流瞬时值比较…………………………………………………１１ 图２—４ ＳＰＷＭ电流控制图……………………………………………………………１１ 图２—５三相电压型逆变器结构………………………………………………………１２ 图２－６基本的空间矢量与对应的（ｃ，ｂ，ａ）示意图……………………………………．１３ 图２．７ Ｕｏｕｔ和Ｕａ、ＵＢ以及Ｕｏ、Ｕ６０的对应关系图…………………………………１４ 图２．８三相逆变器的控制框图………………………………………………………１ ６ 图３．１三相逆变器丰电路……………………………………………………………ｌ ８ 图３．２ ＬＣ电路结构……………………………………………………………………ｌ ９ 图３．３ ＬＣ滤波器幅频特性…………………………………………………………一２０ 图３．４系统控制电路框图……………………………………………………………２１ 图３．５ ＤＳＰ５６Ｆ８０３６最小系统图……………………………………………………．２２ 图３．７ ＨＣＰＬ３１２０的内部结构简图…………………………………………………．２４ 图３．８上下桥臂的驱动电路…………………………………………………………２４ 图３－９同步信号产生电路……………………………………………………………２５
ＳＶＰＷＭ
ｗａｖｅ，ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ
Ｔｒａｃｋｉｎｇ）ａｎｄ
ｔｈｅ ａｎｔｉ—ｉｓｌａｎｄｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｓｙｓｔｅｍ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｎｅｅｄｓ．
图４—１６三相光伏并网逆变器实物图………………………………………………．４０
６
表格清单
表１—１我国光伏电池组件总产量现有水平及展望…………………………………．３
表１．２并网系统频率异常响应时间……………………………………………………６
表１．３并网电流谐波指标……………………………………………………………．６
（保密的学位论文在解密后适用本授权书）
学位论文作者签名：仓姥歹Ｖ
签字日期．∽年譬月ｚ了昌 学位论文作者平业后去向：／
工作单位：
导师签名： 签字日期：
吖年乙删日
弓籀
电话： 邮编：
致
谢
本课题是在导师徐宁副教授和杜少武教授的细心指导下完成的。他们严谨
认真的治学态度、一丝不苟的工作方法和兢兢业业的敬业精神，给我以深刻的
图４一１２孤岛仿真模型图……………………………………………………………．．３８
图４．１３仿真输出波形………………………………………………………………．３８ 图４—１４实验驱动波形………………………………………………………………．３９ 图４—１ ５实验输出波形………………………………………………………………．３９
徐老师、杜老师表示我最诚挚的谢意！ 在这里要特别感谢黄海宏老师、姜卫东老师、张毅老师在研究牛阶段给予
的帮助和关怀。在整个科研阶段，三位老师丰富的经验和随和的性格让我感受 颇深，在此谨向他们表示我最衷心的感谢！ 向所有在硕士研究牛阶段曾经帮助过我的老师深表谢意。还有我那些最可 爱的同学们，他们是张胜、林东栋、王博、褚小莉、苏光靖等。在此向他们表 示感谢。
表１—４系统并网同步参数指标………………………………………………………．６ 表２．１功率开关管的开关状态和与之对应的输出的相电压和线电压的关系表…１２ 表２—２ Ｎ与扇区数ｓｅｃｔｏｒ的对应关系表……………………………………………１４ 表２—３各扇区基本空间矢量的作用时间……………………………………………１５ 表３．１ ＨＣＰＬ３１２０工作时的真值表…………………………………………………．２４
图３．１０逆变器的保护策略…………………………………………………………．２６
图４．１程序流程图……………………………………………………………………２８ 图４．２七段式电压空间矢量的ＰＷＭ波形…………………………………………２９ 图４．３ ＰＩ控制流程图…………………………………………………………………３１ 图４—４理想状态的太阳能电池等效电路图…………………………………………３２ 图４．５实际太阳能电池等效电路图…………………………………………………．３２ 图４—６太阳能电池的输出特性………………………………………………………３２ 图４．７ ＭＰＰＴ的控制过程……………………………………………………………３３ 图４．８扰动观测法流程图……………………………………………………………３４ 图４．９最大功率点搜索………………………………………………………………３５ 图４．１０增量电导法流程图…………………………………………………………．．３５ 图４．１１正反馈频率检测法控制流程图……………………………………………．３７
ａ
ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｔｏ ｍａｎｙ ｋｉｎｄｓ，Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ．
ｋｉｎｄ ｏｆ ｌｉｎｅ
Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ、ｔｈｅ
７
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表
或撰写过的研究成果，也不包含为获得
．金世王些太堂
或其他教育机构的学位或
证书而使用过的材料。与我＿同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了
ｍｏｒｅ ａｎｄ
ｏｎｅ
ｏｒｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｉｄ・ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅ ｇｒｉｄ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ
ａ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｈｉｃｈ ｃｈａｎｇｅｓ ｔｈｅ ＤＣ
①储量的“无限性”。太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。 太阳每秒钟辐射的能量大约是１．６×１０２３ｋＷ，其中到达地球的能量高达８×
光伏并网逆变器是将太阳能电池所输出的直流电转换成符合公共电网要求
的交流电并送入电网的设备。按照不同的标准光伏并网逆变器的拓扑结构分为 很多种，本文介绍了一种工频隔离型光伏并制电路的硬件电路设计，元器件的选用 和参数的选定，详细阐述了并网逆变器的各种控制方式，并进行比较。控制板
了这一难题，才能实现经济和社会的可持续发展，造福人类。 人类要解决能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步大规模地开发
利用可再生绿色能源，包括太阳能在内的可再牛能源在本世纪将会以前所未有
的速度发展，逐步成为人类社会基础能源的重点。太阳能具有独特的优势，全
球能源专家们一致认定：太阳能将成为２１世纪最重要的能源之一。据欧洲ＪＲＣ预 测，到未来的２１ ００年，太阳能在整个能源结构中将占６８％的份额。太阳能资源 开发利用有如下优点：
影响，促使我不断地进步和完善自己。
在整个硕士阶段，徐老师在学习方面为我提供了许多帮助，在各方面给我
启迪，使我取得了长足的进步。杜老师自始至终都给与我悉心的指导和无微不 至的关怀照顾，无论课程学习、论文选题，还是资料收集、论文成稿，都倾注 了杜老师的大量心血。在学术上，杜老师渊博的知识、严谨的治学态度、求实 的科学精神和精益求精的工作作风给我很大的影响，杜老师在科研学术上有着 自己独到的见解和领悟力，开阔、敏捷的思维，不辞辛劳的谆谆教导，以及提 出的许多建设性意见使我成长很快；牛活中，杜老师豁达的人牛态度，平易近 人、诲人不倦的良师风范展示了为人的道德风尚，使我受益匪浅。在此我要向
合肥工业大学 硕士学位论文 工频隔离的光伏并网逆变器的研制 姓名：金结红 申请学位级别：硕士 专业：电力电子与电力传动 指导教师：徐宁 20090401
工频隔离的光伏并网逆变器的研制
摘要
太阳能作为当前人类最理想环保的新能源之一，已经得到人类越来越广泛地
应用。而光伏并网逆变器是太阳能并网发电系统中必不可少的设备之一。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ，Ｇｒｉｄ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ，ｐｕｂｌｉｃ ｇｒｉｄ，ｍａｘｉｍｕｍ ｐｏｗｅｒ
ｐｏｉｎｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ、ｉｓｌａｎｄｉｎｇ
２
插图清单
图１．１独立型光伏发电系统…………………………………………………………．４ 图１．２并网型光伏发电系统…………………………………………………………．．５