发布时间 : 星期一 文章毕业设计-单相光伏并网逆变器的控制原理及电路实现(DOC)更新完毕开始阅读68b018bb162ded630b1c59eef8c75fbfc77d9499
逆变器的作用与此相反，因此而得名。我们处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。在移动的状态中，人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足我们的这种需求。
2.4.4 逆变器的效率
逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力，因此，它的输入功率要大于它的输出功率。逆变器的效率即是逆变器输入功率与输出功率之比，即逆变器效率为输出功率比上输入功率。如一台逆变器输入了100瓦的直流电，输出了90瓦的交流电，那么，它的效率就是90％。
2.4.5 逆变器的重要性
在光伏系统中逆变器是将太阳能电池的直流输出电能转变为交流。对于需要向交流负载供电或者需要将电能馈送到交流电网的光伏发电系统来说，逆变器成为系统中不可缺少的重要部分，并且太阳能发电最终将走向并网运行，并网光伏发电系统的核心是并网逆变器，从而本文第三章主要讨论光伏并网逆变器。并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，一部分给当地负载供电，剩余的电力将馈入商业电网。并网型逆变器通过内部的功率调节器将太阳能电池发出的电力最大限度地回馈给电网。
2.5 光伏系统平衡部分(连接部分)
光伏系统平衡部件（BOS）指光伏系统中除光伏阵列以外的部分，主要包括控制器、逆变器、最大功率跟踪器、工程数据采集、显示和远程监控、蓄电池、配电系统、支架和电缆等，控制器和逆变器在前面已经涉及。平衡部件性能的改进对于提高系统的效率、可靠性，提高系统的寿命、降低成本至关重要。加速百千瓦级控制器、逆变器的国产化进程，研制高效、低成本的最大功率跟踪器和聚光系统，并在大规模并网光伏示范项目中应用,是平衡部件制造业的任务之一。
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第三章 并网逆变器的工作原理
3.1 并网逆变器的分类
并网逆变器的分类方法有多种，按照直流侧输入电源性质的不同可分为电压型逆变器和电流型逆变器。电压型逆变器直流侧为电压源，或并联有大电容，直流回路呈现低阻抗；电流型逆变器直流侧串联有大电感，相当于电流源，直流回路呈现高阻抗，相对于电压型逆变器，其系统动态响应差。按照逆变器与市电并联运行的输出控制方式可分为电压控制逆变器和电流控制逆变器。输出采用电流控制时，其控制方法相对简单，只需控制逆变器的输出电流与电网电压同频同相，即可达到并网运行的目的。因此，目前世界上的绝大多数光伏并网逆变器产品都采用电流源输出的控制方式。
按照主电路结构的不同，光伏并网逆变器还可以分为工频和高频两种。典型的工频逆变器结构如图3-1所示，太阳电池发出的直流电经DC/AC逆变过后，通过工频变压器与电网相连。工频变压器起到隔离电网、匹配电压的作用，而正是由于带有工频变压器导致整个逆变器体积大、质量重。
图3-1 工频逆变器结构图
高频逆变器又可分为隔离型和非隔离型两种。
1.隔离型并网逆变器中含有高频变压器，其结构如图3-2所示，它首先通过DC/AC变换器将太阳电池发出的直流电转换为高频交流电，接着利用高频变压器隔离升压，在副边经AC/DC整流，最后通过逆变电路与电网相连。由于使用了高频变压器，使整个逆变器的体积小、重量轻、结构紧凑、工作噪声小。
图3-2 隔离型高频逆变器结构图
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2.非隔离型并网逆变器典型结构如图图3-3所示，它首先通过DC．DC变换器将太阳电池的直流电升压或者降压转化为满足并网要求的直流电压，然后经逆变电路、输出滤波器和电网直接相连。
图3-3 非隔离型高频逆变器结构图
另外，按照主电路的拓扑级数，光伏并网逆变器还可以分为单级式并网逆变器、两级式并网逆变器、多级式并网逆变器等。
3.2 电路的基本工作原理 3.2.1 系统电路拓扑
图3-4 系统主电路的拓扑结构
系统采用无变压器的两级结构(如上图3-4所示)，前级DC／DC变换器和后级的DC／AC逆变器，两部分通过DClink相连。前级DC／DC变换器，可选择的型式有半桥式、全桥式、推挽式和Boost式，考虑到输入电压较低，如采用半桥式则开关管电流变大，输出电压太低；而采用全桥式则控制复杂，开关管功耗增大，
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因此这里采用结构简单，控制方便的Boost升压电路，它根据电网电压的大小使在不同天气条件下的输入电压达到一个合适的水平，同时在低压情况下实行最大功率点的跟踪，增大光伏系统的经济性能。后级的DC／AC逆变器，采用单相逆变全桥，作用是将DClink直流电转换成220V／50Hz正弦交流电，实现逆变向电网输送功率。DClink的作用除了连接DC／DC变换器和DC／AC逆变器，还实现了功率的传递。控制电路的核心芯片是TI公司的TMS320F2407。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同相。
3.2.2 单相全桥逆变器的工作原理
工作原理图：
图3-5 单相全桥逆变器的拓扑结构
上图3-5为以绝缘栅双极性晶体管(IGBT)为主开关器件的单相全桥逆变器主电路图，其中LN为交流输出电感，Cd为直流侧支撑电容，也即前级Boost电路的输出电容，T1-T4是主开关管IGBT，D1-D4是其反并联二极管，对四个开关管进行适当的PWM控制，就可以调节输出电流iN(t)为正弦波，并且与网压uN(t)保持同相位，达到输出功率因数为l的目的。它是由两个桥臂并联组成的，因此这种桥式拓扑，仍属于升压式结构。其启动的先决条件是直流侧滤波电容预先充电到接近电网电压的峰值，而欲使电感电流能按照给定的波形和相位得到控制，必须保证在运行过程中，直流侧电压不低于电网电压的峰值，否则，续流二极管将以传统的整流方式运行，电感电流不完全可控。
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