獨(dú)立式光伏逆變電源設(shè)計(jì)方案

隨著能源和環(huán)保問題的一再突出，給光能發(fā)電事業(yè)帶來了很好的發(fā)展機(jī)遇。當(dāng)前光伏發(fā)電不斷向低成本、高效率和高功率化方向發(fā)展。

本文針對(duì)題目要求研制一臺(tái)獨(dú)立式的光伏逆變電源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、效率高、數(shù)字化控制，輸出電壓的質(zhì)量高，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。本系統(tǒng)包括太陽能電池直流充電系統(tǒng)和逆變系統(tǒng)，反饋控制系統(tǒng)，以及保護(hù)系統(tǒng)。如圖1所示：

充電器控制部分的設(shè)計(jì)對(duì)我利用太陽能的效率是很關(guān)鍵的。本方案中的光電池是100w的，通過對(duì)針對(duì)太陽能電池輸出特性及鉛酸蓄電池充電特性的研究上，設(shè)計(jì)兩階段蓄電池充電過程：恒壓快速充電過程和恒壓浮充階段，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能電池的最大功率輸出點(diǎn)的跟蹤，對(duì)蓄電池進(jìn)行合理地充電保護(hù)。為了保護(hù)蓄 電池，在逆變電源工作過程中必須對(duì)蓄電池電壓進(jìn)行監(jiān)控，設(shè)置蓄電池的過壓保護(hù)點(diǎn)和欠壓保護(hù)點(diǎn)。當(dāng)蓄電池電壓一旦低于規(guī)定的最低電壓時(shí)就停止逆變器工作來保護(hù)蓄電池。充電控制電路將用英飛凌的8位單片機(jī)做控制器，實(shí)現(xiàn)智能充電功能。

逆變器的設(shè)計(jì)，將采用了“全橋逆變+高頻升壓+LC濾波”的設(shè)計(jì)策略，實(shí)現(xiàn)電路簡(jiǎn)單、成本低、易于控制。

這個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)應(yīng)該是逆變器的控制和輸出反饋控制系統(tǒng)。所以我們的設(shè)計(jì)：

當(dāng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，特別是大功率負(fù)載的加入或退出，對(duì)電源的沖擊很大，所以為抑制這些變化造成的影響，必須采用一種合適的控制策略，使逆變電源維持穩(wěn)定的工作。本文將采用電壓電流雙閉環(huán)反饋控制穩(wěn)定輸出交流電壓。通過采樣濾波電感電流和濾波電容電壓，用外環(huán)電壓誤差的控制信號(hào)去控制電流，調(diào)節(jié)電流使輸出電壓跟蹤參考電壓值。外環(huán)回路是定值控制系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)回路是隨動(dòng)控制系統(tǒng)，外環(huán)調(diào)節(jié)器可以按照負(fù)載的變化相應(yīng)的調(diào)整內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器的給定值，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)仍然具有良好的品質(zhì)，電壓環(huán)與電流環(huán)配合使用達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓和補(bǔ)償電流特性的目的，所以雙閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)負(fù)載的變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以使逆變電源的輸出性能得到較大的改善。