光伏并网逆变器的研究与实践

光伏并网发电技术是当今世界光伏发电的趋势，发展光伏发电技术并使其得到广泛的应用对于缓解常规能源的短缺和减少环境污染具有重要作用。并网逆变器是光伏发电系统的核心部件，为提高光伏发电系统的整体效率，以DSP(Digital Signal Processor)TMS320LF2407为主控制芯片，设计了一台3kWp的并网逆变器。 详细分析单相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构和工作原理，对不同开关模式下功率器件的工作状态进行了分析。提出并网逆变输出反馈控制和电网电压前馈控制技术上，给出电压电流双闭环控制；为防止同一桥臂的上下管直通，注入一定的死区时间，采用电流采样和预测电流相结合法对死区进行补偿，后对系统模型进行仿真，改善了输出波形。 基于DSP设计出单相并网逆变系统的主控制电路，包括时钟电路、通讯电路、驱动电路、采样电路等；并对主电路关键参数的选择及滤波电路进行设计。给出系统软件主程序、PWM中断子程序和CAP捕获中断子程序流程图，实现了系统硬件电路设计和控制策略。 太阳能光伏阵列的输出特性因受外界环境因素影响呈非线性，介绍最常用最大功率跟踪方法，利用变步长的算法跟踪电池阵列最大输出功率。分析了系统并网时发生孤岛效应的原因及其危害，介绍主动式和被动式检测方法与防止策略。 最后对基于DSP的电压源电流输出控制的光伏并网逆变器进行实验结果分析，结果显示：输出功率因数接近1，快速稳定追踪太阳电池最大输出功率，并以与电网电压同频同相正弦电流波形送入电网，提高了系统逆变效率，保证其安全可靠运行。