三相光伏并网逆变器软件框架ppt课件
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光伏逆变器全面分析ppt课件
2
一、什么是逆变器？
Omnik 欧姆尼克 I 3
直流-电压
太阳能逆变器
IGBT
Sinusfilter 交流-电压
380 V 50 Hz
ppt课件.
3
一、光伏逆变器分类 逆变按照功能来分，主要分为并网逆变器及离网逆变器
离网逆变器
并网逆变器
离网逆变器输出的是电压，主要用于储能系统，以及偏远地区电网无法抵达 的地方。 并网逆变器输出的是电流，主要用于并网系统，通过发电给电网获得收益或 者自用。
监控布线复杂
监控布线简单
维护要求
维护简单
维护及其复杂
系统可靠性要求
可靠性高
可靠性低
电池板选择
一个项目可多种电池板
一种电池板
MPPT追踪
非常高
一般
江苏艾索新能源股份有限公司 EverSolar
24 24
四、逆变器的选型
总结（视频）
1.组串型逆变器的功率范围一般会20KW以内，因此能够覆盖的项目一般会在500KW以内，具体需 要视实际的设计而定
算
▪ 加州效率ŋ cec：在不同功率点按照加洲当地气象条件的加权公式计算
▪ MPPT效率ŋmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度 ▪ 整机效率ŋtot：在某个直流电压下ŋeuro和ŋmppt 的乘积
15
OM三N、IK逆光变器伏的主逆要参变数和器含义简介 逆变器的主要参数
▪ Internal overvoltage protection ▪ DC Insulation monitoring ▪ Earth fault protection ▪ Grid monitoring ▪ Earth fault current monitoring ▪ Islanding protection
一、什么是逆变器？
Omnik 欧姆尼克 I 3
直流-电压
太阳能逆变器
IGBT
Sinusfilter 交流-电压
380 V 50 Hz
ppt课件.
3
一、光伏逆变器分类 逆变按照功能来分，主要分为并网逆变器及离网逆变器
离网逆变器
并网逆变器
离网逆变器输出的是电压，主要用于储能系统，以及偏远地区电网无法抵达 的地方。 并网逆变器输出的是电流，主要用于并网系统，通过发电给电网获得收益或 者自用。
监控布线复杂
监控布线简单
维护要求
维护简单
维护及其复杂
系统可靠性要求
可靠性高
可靠性低
电池板选择
一个项目可多种电池板
一种电池板
MPPT追踪
非常高
一般
江苏艾索新能源股份有限公司 EverSolar
24 24
四、逆变器的选型
总结（视频）
1.组串型逆变器的功率范围一般会20KW以内，因此能够覆盖的项目一般会在500KW以内，具体需 要视实际的设计而定
算
▪ 加州效率ŋ cec：在不同功率点按照加洲当地气象条件的加权公式计算
▪ MPPT效率ŋmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度 ▪ 整机效率ŋtot：在某个直流电压下ŋeuro和ŋmppt 的乘积
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OM三N、IK逆光变器伏的主逆要参变数和器含义简介 逆变器的主要参数
▪ Internal overvoltage protection ▪ DC Insulation monitoring ▪ Earth fault protection ▪ Grid monitoring ▪ Earth fault current monitoring ▪ Islanding protection
三相光伏并网逆变器拓扑结构及其控制方案PPT课件
10
0
5 10 15 25 30 35
U/V
环境参数不变时
.
光照变化时变化时
7
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
输入控制 输出控制
采用电压源型控制
若以电流源方式控
制逆变器，需要在
直流侧串联大电感。
.
导致系统响应变慢。
采用电流源型控制
输出电压被电网电 压钳位住，控制复
杂精度低。
8
中点钳位式逆变器拓扑结构及其控制方案
移相PWM
.
11
H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
.
另一种H桥级联式三相光伏并网逆变器
12
H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
阶梯波控制的SPWM
.
13
H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
混合H桥级联式三相光伏并网逆变器
.
14
直流母线式逆变器拓扑结构及其控制方案
L1
VD1
C1
C2
V7
PV
L1
100 75
50
温度升高
25
0
5 10 15 20 25 30
温度对U-P曲线的影响
5
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
.
6
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
P/W P/W
50
40
30
20 P1
10
P0
0
5
Pn
P3
P2
P4
10 15 25 30 35
U/V
50
40
P0
30
Pn
P2
P1
20
VD1
三相逆变器PPT课件
电流足以使保护熔断器熔断，因此逆变器电流一般都有输入缓冲电路。其工
作原理为：在输入端施加电压时，先通过缓冲电阻R0对电容充电，当电容电
压充到一定值时（比如540V），KM2吸合，将R0短路。只有在电阻R0短路
后，2三02相1/3/逆9 变电路才能启动工作。
5
四、三相逆变器电路原理 （一）主电路的组成
综合控制柜
2021/3/9
14
第五节 25T–2×35kVA＋12kVA逆变器的使用与故障
(一)使用中应注意的基本问题 1．必须注意输入DC600V和DC110V的极性不能接反。 2. 两个逆变器的输出不能并联，逆变器的输出三相禁止接入其他电源。 3．逆变器工作之前，最好能测量负载三相是否平衡，是否存在短路。 4．启动时先合DC110V控制电源再合主电源，停止时先断主电路电源，再断控制电 源，禁止工作中突然断开控制电源。 5．避免逆变器在空载输出情况下，突加全部空调负载（控制电源正常，空调主电 路开关由断开状态突然合闸）。 6．模拟量控制线、数字信号线和通信线采用屏蔽线，屏蔽层靠近逆变器的一端接 在控制电路的公共端（COM），另一端悬空。 7．开关量、控制信号线可以不用屏蔽线，但同一信号的进出两根线尽可能使绞在 一起。 8．两台逆变器分别接地，不允许两逆变器的地线连接后在接地
四、三相逆变器电路原理 （一）主电路的组成
5．交流滤波电路
由L1～L3和C1～C3组成，主要是将逆变器输出的PWM波变成准正弦波。早
期的逆变器输出波形PWM波，谐波含量高，很多负载无法适应。根据铁道
部新的技术条件要求，25T客车使用的逆变器输出为正弦波。由于驱动和保
护技术的不断完善，使逆变器的调制频率提高，最高可达到6k～8k，因而滤
4．桥式三相逆变电路
光伏并网逆变器基础知识培训PPT课件
2020/7/29 www. Growatt .com － © Growatt － powering tomorrow
12
逆变器基础知识
单相推挽式逆变器拓扑结构
2020/7/29 www. Growatt .com － © Growatt － powering tomorrow
13
逆变器基础知识
17
光伏并网逆变器基础培训
2.光伏并网逆变器的 拓扑结构
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18
光伏并网逆变器拓扑结构
光伏并网逆变器概述
光伏并网逆变器是将太阳能电池板输出的直流电转换成符合电网要求的交流 电再输入电网的设备，是并网型光伏系统能量转换和控制的核心。 光伏并网逆变器其性能不仅是影响和决定整个光伏并网系统是否能够稳定、 安全、可靠、高效的运行，同时也是影响整个系统使用寿命的主要因素
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光伏并网逆变器拓扑结构
光伏并网逆变器基本功能
逆变功能： 将光伏阵列发出的直流电转换为符合电能质量要求的交流电
最大功率点跟踪（MPPT）功能： 根据光照强度实时调节控制变量、保证系统输出最大功率
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5
逆变器基础知识
电力——交流和直流两种 从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池得到的是直流。
电力变换四大类 交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流
光伏并网逆变器原理(详细)PPT课件
光伏并网逆变器技术讨论
Page 1
内部资料
讨论内容：
一、常见光伏并网逆变器的拓扑结构
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 效率
2.2 直流输入电压适应范围
2.3 可靠性（保护配置方式和种类）
2.4 并网电流谐波
2.5 逆变控制策略
2.6 最大功率点跟踪方式
2.7 锁相技术特点
2.8 孤岛效应检测技术
•直接逆变系统 •工频隔离系统
Page 4
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
• 高频隔离系统
• 高频升压不隔离系统
Page 5
• 多DC-DC（MPPT）、
单逆变系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.1 直接逆变系统
Page 6
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
直接逆变系统的优缺点
优点：
•省去了笨重的工频变压器：高效率（>97%）、重量轻、结构简单。
成本低。 缺点： (1)太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电网电压， 对人身安全不利。 (2) 直流侧太阳电池MPPT电压需要大于350V。这对于太阳电池组 件乃至整个系统的绝缘有较高要求，容易出现漏电现象。
Page 7
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.2 工频隔离系统
Page 8
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
2.9 监控软件和附件
三、 阳光电源相关产品介绍
Page 2
四、 相关业绩
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Page 3
• 光伏并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、计量装置及配电系
统组成。
• 太阳电池产生直流电能。
• 通过光伏并网逆变器直接将电能转化为与电网同频、同相的正弦波电
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内部资料
讨论内容：
一、常见光伏并网逆变器的拓扑结构
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 效率
2.2 直流输入电压适应范围
2.3 可靠性（保护配置方式和种类）
2.4 并网电流谐波
2.5 逆变控制策略
2.6 最大功率点跟踪方式
2.7 锁相技术特点
2.8 孤岛效应检测技术
•直接逆变系统 •工频隔离系统
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一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
• 高频隔离系统
• 高频升压不隔离系统
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• 多DC-DC（MPPT）、
单逆变系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.1 直接逆变系统
Page 6
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
直接逆变系统的优缺点
优点：
•省去了笨重的工频变压器：高效率（>97%）、重量轻、结构简单。
成本低。 缺点： (1)太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电网电压， 对人身安全不利。 (2) 直流侧太阳电池MPPT电压需要大于350V。这对于太阳电池组 件乃至整个系统的绝缘有较高要求，容易出现漏电现象。
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1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.2 工频隔离系统
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1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
2.9 监控软件和附件
三、 阳光电源相关产品介绍
Page 2
四、 相关业绩
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Page 3
• 光伏并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、计量装置及配电系
统组成。
• 太阳电池产生直流电能。
• 通过光伏并网逆变器直接将电能转化为与电网同频、同相的正弦波电
光伏逆变器演示课件
6.1 光伏逆变器概述
6.1.1 光伏逆变器的分类
输出波形
方波逆变器 阶梯波逆变器 正弦波逆变器
逆变器的分类
运行方式
输出交流电相数
离网逆变器 并网逆变器
单相逆变器 三相逆变器
功率流动方向
单向逆变器 双向逆变器
功率较小(<4kW)的光伏发电系统一般采用正弦波逆变 器。
逆变器的显示功能主要包括：直流输入电压和电流的
6.2 光伏逆变器的原理电路
控制电路输出的开关控制信号：方波、阶梯波、脉宽调 制方波、脉宽调制三角波和锯齿波等；后三种脉宽调制的 波形都是以基础波作为载波，正弦波作为调制波，最后输 出正弦波波形。普通方波和被正弦波调制的方波的区别如 图6-9所示。普通方波信号是连续导通的，而被调制的方波 信号要在正弦波调制的周期内导通和关断N次。
6.2 光伏逆变器的原理电路
2.并网逆变器的电路原理 （1）三相并网逆变器电路原理 三相并网逆变器输出电压一般为交流380V或更高电压， 频率为50/60Hz。三相并网逆变器多用于容量较大的光伏发 电系统，输出波形为标准正弦波，功率因数接近1.0。 三相并网逆变器电路分为主电路和微处理器电路两部分： 主电路主要完成DC-DC-AC的转换和逆变过程；微处理器 电路主要完成系统并网的控制过程。 并网控制的目的：使逆变器输出的交流电压值、波形、 相位等维持在规定的范围内，因此，微处理器控制电路要 完成电网相位实时检测、电流相位反馈控制、光伏方阵最 大功率跟踪以及实时正弦波脉宽调制信号发生等内容。
6.2 光伏逆变器的原理电路
6.2.3并网型逆变器的电路原理
并网逆变器不仅要将太阳能光伏发电系统输出的直流电 转换为交流电，还要对交流电的电压、电流、频率、相位 与同步等进行控制，还要解决对电网的电磁干扰、自我保 护、单独运行和孤岛效应以及最大功率跟踪等技术问题。
光伏并网逆变器的电路拓扑共55页PPT
掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
光伏并网逆变器的电路拓扑
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
光伏并网逆变器的电路拓扑
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
光伏逆变器技术培训(PPT49页)
电能质量
总电流谐波畸变 率THD=1.08% （满功率时）
电能质量
总电流谐波畸 变率THD=4.55% （四分之一功率时）
机柜
采用四柜体结构直流柜逆变柜控制柜交流输出柜 1 2 3 4
辅助电源
交流电源直流开关电源 UPS电源（或电容储能供电）现场的交流电源取电方式
散Hale Waihona Puke 和风机额定功率下（常温）IGBT模块的总体热功耗约3.6kW电抗器热功耗 （三相电抗器总功耗2.5kW， 115℃，满载） 其他（电容，熔断器，风机等）约1.4KW柜内总热功耗： 约7.5KW（环境温度升高时， 总功耗也增加） 高原应用中，要考虑极端环境温度和散热效率等问题
直流支撑电容
支撑薄膜电容规格 420µF/1100V 42A electronicon （60） 100000h, （t ≤ 70℃） 高频吸收电容 1.5~2uF/1200V/IGBT AVX
逆变桥部分
控制和保护
大功率逆变器的控制部分—跟踪电网 跟踪电网（软件锁相环技术（PLL））
控制和保护
大功率逆变器的控制部分要完成的任务—直流到交流的转换 直流到交流的变换原理 单相逆变原理 三相逆变原理
控制和保护
单相逆变原理：
控制和保护
控制和保护
视在功率、有功功率和无功功率：
控制和保护
大功率逆变器的控制部分—跟踪电池板跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪） 使逆变器始终工作在太阳能电池板阵列的最大输出功率点（附近），以充分发挥电池板 潜力。
控制和保护
大功率逆变器的控制部分要完成的任务—跟踪电池板跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪） 薄膜电池板与晶硅电池板
机柜
采用四柜体结构直流柜逆变柜控制柜交流输出柜 1 2 3 4
总电流谐波畸变 率THD=1.08% （满功率时）
电能质量
总电流谐波畸 变率THD=4.55% （四分之一功率时）
机柜
采用四柜体结构直流柜逆变柜控制柜交流输出柜 1 2 3 4
辅助电源
交流电源直流开关电源 UPS电源（或电容储能供电）现场的交流电源取电方式
散Hale Waihona Puke 和风机额定功率下（常温）IGBT模块的总体热功耗约3.6kW电抗器热功耗 （三相电抗器总功耗2.5kW， 115℃，满载） 其他（电容，熔断器，风机等）约1.4KW柜内总热功耗： 约7.5KW（环境温度升高时， 总功耗也增加） 高原应用中，要考虑极端环境温度和散热效率等问题
直流支撑电容
支撑薄膜电容规格 420µF/1100V 42A electronicon （60） 100000h, （t ≤ 70℃） 高频吸收电容 1.5~2uF/1200V/IGBT AVX
逆变桥部分
控制和保护
大功率逆变器的控制部分—跟踪电网 跟踪电网（软件锁相环技术（PLL））
控制和保护
大功率逆变器的控制部分要完成的任务—直流到交流的转换 直流到交流的变换原理 单相逆变原理 三相逆变原理
控制和保护
单相逆变原理：
控制和保护
控制和保护
视在功率、有功功率和无功功率：
控制和保护
大功率逆变器的控制部分—跟踪电池板跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪） 使逆变器始终工作在太阳能电池板阵列的最大输出功率点（附近），以充分发挥电池板 潜力。
控制和保护
大功率逆变器的控制部分要完成的任务—跟踪电池板跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪） 薄膜电池板与晶硅电池板
机柜
采用四柜体结构直流柜逆变柜控制柜交流输出柜 1 2 3 4
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系统包含的主要集成芯片如下
1.主控芯片：TMS320F28335PGFA 2.逻辑芯片：EMP570T144 3.模数芯片：AD7606BSTZ
精品课件
1.1.2.总体硬件框图
禾力500kW光伏并网逆变器主机
太阳能电 池
光伏汇流 箱
+
EMI
IGBT
EMC
变压器
~ ~ ~
电网
本地及远程遥 信遥测遥控系
统
直流开 关控制
PWM 驱动及光纤
电流采样
电压采样
SCI通讯
显示控 制系统
主控制系统
IGBT温 度检测
交流开 关控制
精品课件
1.1.3.系统硬件拓扑
D1
T1
T3
T5
L
+
C1 +
L
PV
_
L
T2
T4
T6
KM1
e~
~
~
负载1
负载2
精品课件
1.1.4.等效硬件拓扑
由于本系统为500kw并网系统，变压器外接，不包含
1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137 145 153 161 169 177 185 193 201 209 217 225 233 241 249
KB
KC
AB
BC
CA
1.2.3.帕克变换分析01
令alpha轴随角频率逆时针转动并使之为d轴，垂直于d轴设q轴， 得帕克变换，其中d为有功，q为无功
精品课件
1.1.电路拓扑分析
1.1.1.主控系统概述 1.1.2.系统硬件框图 1.1.3.系统硬件拓扑 1.1.4.等效硬件拓扑 1.1.5.硬件拓扑分析
精品课件
1.1.1.系统硬件概述
系统主控部分主要功能
完成实时数据采样 完成故障信息判断 完成实时数据上传 完成闭环控制计算 完成驱动波形生成
R Liid q1 0
0ed 1eq
dt
精品课件
1.2.3.帕克变换分析04
由上述分析可知：经过坐标旋转变换后，三相 对称静止坐标系中的基波正弦变量将转化成同 步旋转坐标系中的直流量，简化了控制系统的 设计，但从dq轴状态方程可以看出，这是一个 强耦合系统，q轴电流的变化对d轴的电流有影 响，而d轴电流的变化对q轴也有影响，即d、q 轴电流除受控制量Ud、U。影响外，还受耦合 项、扰动和网侧电压的影响。
经运算可得dq轴最终状态方程如下-2。
精品课件
1.3.1.解耦控制原理03
ud uq
(kip (kip
kii s kii s
)(id* id ) Liq )(iq* iq ) Lid
ed eq
(1)
did
dt diq
R
(kip L
kii s
)
dt
0
R
在系统之内，因此整体拓扑分析时可将变压器等效 为电网一部分，考虑线路阻抗及光伏电池板的等效 电阻，系统可以等效如下拓扑结构。
Idc
RL Udc
EL
T1 A ua
T4
T3 B ub
T6
T5
C uc
T2
Ik(k=a,b,c)
A B C
Ea N Eb
Ec
精品课件
1.1.5.硬件拓扑分析01
如等效硬件拓扑图
精品课件
1.3.解耦控制原理
1.3.1.解耦控制原理 1.3.2.解耦控制框图
精品课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.3.1.解耦控制原理01
由dq轴的状态方程可得
u ud q1 0
1 0L Ld dd dd qiittR L
R Liid q1 0
0ed 1eq
精品课件
1.3.1.解耦控制原理02
由于dq变换之后系统是一个强耦合系统且受网 侧电压的影响，因此需要采样前馈解耦控制策 略。由于耦合相为、因此需对这两项解耦，同 时加入网压前馈。控制采用PI控制。可设计的 控制方程如下-1。
精品课件
1.2.1.克拉克变换分析01
对abc三相进行克拉克变换
β b
c
精品课件
a
α
1.2.1.克拉克变换分析02
由上图可知 （2/3系数见1.2.2分析）
xx3211
1 2 3
2
1223xxxbacCab cxxxbac
精品课件
1500
1000 KA
500
-500
-1000
-1500
0
精品课件
Software Design
-PV500KTL Solar Inverter
ChenGe 2012-07-17
精品课件
Introductions
系统软件
1.主控软件
DSP部分控制软件 CPLD逻辑控制软件
2.监控软件
ARM触控显示软件 汇流箱数据采集软件 数据采集器通讯软件 上位机后台监控软件 远程遥信及下发软件
根据基尔霍夫电U压a 定律R可i a得：L
di a dt
ea
U
b
Ri b
L
di b dt
eb
U
c
Ri c
L
di c dt
ec
精品课件
1.1.5.硬件拓扑分析02
写成矩阵形式如下：
ua R ub0
0 R
0ia L 0ib0
0 L
0 0d dtiib ae eb a
uc 0 0 Ric 0 0 L ic ec
精品课件
1.1.5.硬件拓扑分析03
可得abc轴状态方程如下 ：
Lddait R 0 Lddbit 0 R
0 ia 1 0 0ua 1 0 0ea 0ib0 1 0ub0 1 0eb
Ldci 0 0 Ric 0 0 1uc 0 0 1ec
dt
精品课件
1.2.坐标变换分析
1.2.1.克拉克变换分析 1.2.2.等长变换和等功率变换分析 1.2.3.帕克变换分析
0 (kip
L
kii s
)
id iq
kip
kii s
L
iidq**
q β
b
U
d
a
α
c
精品课件
1.2.3.帕克变换分析02
由上图可得
xd xq
cos t sint
sintx costx
Cd
x qx
x x
csionstt
sintxd cost xq
Cd
xd qxq
精品课件
1.2.3.帕克变换分析03
可得dq轴状态方程如下
L Ld ddd qiit1 0
1 0u ud qR L
精品课件
目录
1.主控软件
1.1.电路拓扑分析 1.2.坐标变换分析 1.3.解耦控制原理 1.4.矢量控制原理 1.5.软件锁相原理 1.6.最大功率跟踪 1.7.孤岛效应研究 1.8.电压跌落研究
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2. 监控软件
2.1.监控系统说明 2.2.通信拓扑结构 2.3.通信协议说明 2.4.触控显示软件 2.5.汇流采集软件 2.6.数据采集系统 2.7.后台监控软件 2.8.远程遥信软件
1.主控芯片：TMS320F28335PGFA 2.逻辑芯片：EMP570T144 3.模数芯片：AD7606BSTZ
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1.1.2.总体硬件框图
禾力500kW光伏并网逆变器主机
太阳能电 池
光伏汇流 箱
+
EMI
IGBT
EMC
变压器
~ ~ ~
电网
本地及远程遥 信遥测遥控系
统
直流开 关控制
PWM 驱动及光纤
电流采样
电压采样
SCI通讯
显示控 制系统
主控制系统
IGBT温 度检测
交流开 关控制
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1.1.3.系统硬件拓扑
D1
T1
T3
T5
L
+
C1 +
L
PV
_
L
T2
T4
T6
KM1
e~
~
~
负载1
负载2
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1.1.4.等效硬件拓扑
由于本系统为500kw并网系统，变压器外接，不包含
1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137 145 153 161 169 177 185 193 201 209 217 225 233 241 249
KB
KC
AB
BC
CA
1.2.3.帕克变换分析01
令alpha轴随角频率逆时针转动并使之为d轴，垂直于d轴设q轴， 得帕克变换，其中d为有功，q为无功
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1.1.电路拓扑分析
1.1.1.主控系统概述 1.1.2.系统硬件框图 1.1.3.系统硬件拓扑 1.1.4.等效硬件拓扑 1.1.5.硬件拓扑分析
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1.1.1.系统硬件概述
系统主控部分主要功能
完成实时数据采样 完成故障信息判断 完成实时数据上传 完成闭环控制计算 完成驱动波形生成
R Liid q1 0
0ed 1eq
dt
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1.2.3.帕克变换分析04
由上述分析可知：经过坐标旋转变换后，三相 对称静止坐标系中的基波正弦变量将转化成同 步旋转坐标系中的直流量，简化了控制系统的 设计，但从dq轴状态方程可以看出，这是一个 强耦合系统，q轴电流的变化对d轴的电流有影 响，而d轴电流的变化对q轴也有影响，即d、q 轴电流除受控制量Ud、U。影响外，还受耦合 项、扰动和网侧电压的影响。
经运算可得dq轴最终状态方程如下-2。
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1.3.1.解耦控制原理03
ud uq
(kip (kip
kii s kii s
)(id* id ) Liq )(iq* iq ) Lid
ed eq
(1)
did
dt diq
R
(kip L
kii s
)
dt
0
R
在系统之内，因此整体拓扑分析时可将变压器等效 为电网一部分，考虑线路阻抗及光伏电池板的等效 电阻，系统可以等效如下拓扑结构。
Idc
RL Udc
EL
T1 A ua
T4
T3 B ub
T6
T5
C uc
T2
Ik(k=a,b,c)
A B C
Ea N Eb
Ec
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1.1.5.硬件拓扑分析01
如等效硬件拓扑图
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1.3.解耦控制原理
1.3.1.解耦控制原理 1.3.2.解耦控制框图
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.3.1.解耦控制原理01
由dq轴的状态方程可得
u ud q1 0
1 0L Ld dd dd qiittR L
R Liid q1 0
0ed 1eq
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1.3.1.解耦控制原理02
由于dq变换之后系统是一个强耦合系统且受网 侧电压的影响，因此需要采样前馈解耦控制策 略。由于耦合相为、因此需对这两项解耦，同 时加入网压前馈。控制采用PI控制。可设计的 控制方程如下-1。
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1.2.1.克拉克变换分析01
对abc三相进行克拉克变换
β b
c
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a
α
1.2.1.克拉克变换分析02
由上图可知 （2/3系数见1.2.2分析）
xx3211
1 2 3
2
1223xxxbacCab cxxxbac
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1500
1000 KA
500
-500
-1000
-1500
0
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Software Design
-PV500KTL Solar Inverter
ChenGe 2012-07-17
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Introductions
系统软件
1.主控软件
DSP部分控制软件 CPLD逻辑控制软件
2.监控软件
ARM触控显示软件 汇流箱数据采集软件 数据采集器通讯软件 上位机后台监控软件 远程遥信及下发软件
根据基尔霍夫电U压a 定律R可i a得：L
di a dt
ea
U
b
Ri b
L
di b dt
eb
U
c
Ri c
L
di c dt
ec
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1.1.5.硬件拓扑分析02
写成矩阵形式如下：
ua R ub0
0 R
0ia L 0ib0
0 L
0 0d dtiib ae eb a
uc 0 0 Ric 0 0 L ic ec
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1.1.5.硬件拓扑分析03
可得abc轴状态方程如下 ：
Lddait R 0 Lddbit 0 R
0 ia 1 0 0ua 1 0 0ea 0ib0 1 0ub0 1 0eb
Ldci 0 0 Ric 0 0 1uc 0 0 1ec
dt
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1.2.坐标变换分析
1.2.1.克拉克变换分析 1.2.2.等长变换和等功率变换分析 1.2.3.帕克变换分析
0 (kip
L
kii s
)
id iq
kip
kii s
L
iidq**
q β
b
U
d
a
α
c
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1.2.3.帕克变换分析02
由上图可得
xd xq
cos t sint
sintx costx
Cd
x qx
x x
csionstt
sintxd cost xq
Cd
xd qxq
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1.2.3.帕克变换分析03
可得dq轴状态方程如下
L Ld ddd qiit1 0
1 0u ud qR L
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1.主控软件
1.1.电路拓扑分析 1.2.坐标变换分析 1.3.解耦控制原理 1.4.矢量控制原理 1.5.软件锁相原理 1.6.最大功率跟踪 1.7.孤岛效应研究 1.8.电压跌落研究
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