基于APFC芯片控制的光伏并網(wǎng)逆變器研究
摘要:提出一種基于有源功率因數(shù)校正(APFC)芯片控制的小功率光伏并網(wǎng)逆變器方案。該逆變器包括直流變換環(huán)節(jié)和逆變環(huán)節(jié)。其中直流變換環(huán)節(jié)采用APFC芯片控制將光伏電池板的直流低電壓變換成正弦雙半波的直流電,逆變環(huán)節(jié)采用工頻全橋逆變電路將正弦雙半波電流變換為交變電流注入電網(wǎng)。新方案中并網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)控制采用APFC芯片實(shí)現(xiàn),而實(shí)時(shí)控制要求低的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)、孤島保護(hù)可采用低價(jià)的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。新方案具有成本低、開發(fā)和電流采樣容易等優(yōu)點(diǎn)。通過一臺(tái)300W的樣機(jī)證明了系統(tǒng)方案是正確有效的。
關(guān)鍵詞:并網(wǎng)逆變器;光伏;有源功率因數(shù)校正
1 引言
太陽能光伏發(fā)電有離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩種,前者一般需要大容量的蓄電池支持,系統(tǒng)成本和維護(hù)費(fèi)用高,發(fā)電效率受負(fù)載影響大:而后者可以克服以上不足,因此在光伏發(fā)電系統(tǒng)中所占比例將越來越高。
目前,光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)多采用光伏電池板陣列共用一個(gè)并網(wǎng)逆變器的方案,進(jìn)行MPPT時(shí)無法兼顧系統(tǒng)中每塊電池板,單塊電池板的利用率較低、系統(tǒng)抗局部陰影能力差,且系統(tǒng)擴(kuò)展靈活性不夠。采用單電池板供電的微功率或小功率光伏并網(wǎng)逆變器則具有很強(qiáng)的抗局部陰影能力,且安裝方便,系統(tǒng)冗余度高、可靠性高。但與此同時(shí),對成本要求更加嚴(yán)苛。
2 系統(tǒng)方案
2.1 基于APFC芯片控制的并網(wǎng)逆變器
針對小功率或者微功率并網(wǎng)光伏逆變器應(yīng)用場合,提出的基于APFC芯片控制的光伏并網(wǎng)逆變器新型系統(tǒng)方案框圖如圖1所示。其中DC/ DC變換環(huán)節(jié)采用APFC芯片控制實(shí)現(xiàn)將光伏電池板的直流低電壓變換成正弦雙半波的直流電,既實(shí)現(xiàn)了升壓又實(shí)現(xiàn)了正弦雙半波調(diào)制。逆變環(huán)節(jié)將前級(jí)輸入的正弦雙半波直流電經(jīng)過一個(gè)低頻全橋逆變成交流電直接并網(wǎng)。系統(tǒng)方案中的DC/DC環(huán)節(jié)可采用單級(jí)式或兩級(jí)式的功率變換。圖中DC/DC環(huán)節(jié)以兩級(jí)式拓?fù)錇槔?/p>本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/160652.htm
在并網(wǎng)逆變器控制中,相對于MPPT、孤島保護(hù),并網(wǎng)控制的實(shí)時(shí)性要求高,因此需要用高性能的數(shù)字控制器,這無疑會(huì)增加系統(tǒng)成本,特別對于小功率或微功率的并網(wǎng)逆變器。而新的系統(tǒng)方案有以下優(yōu)勢:①由于并網(wǎng)控制采用APFC芯片,則可采用低價(jià)的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性要求低且簡單的MPPT、孤島保護(hù)控制,從而有效降低成本;②由于APFC技術(shù)較成熟,因此并網(wǎng)電路的調(diào)試也簡單,不需要編寫復(fù)雜的并網(wǎng)控制程序,縮短開發(fā)時(shí)間和開發(fā)成本;③由于采用正弦雙半波調(diào)制,再經(jīng)過一個(gè)低頻橋逆變的結(jié)構(gòu),此時(shí)正弦雙半波調(diào)制輸出的電流采樣可以通過采樣電阻很方便地得到。
評(píng)論