基于TI微處理器的微逆變器設(shè)計(jì)方案

中心議題：

　　* 基于TI微處理器的微逆變器設(shè)計(jì)方案

　　緒論

　　隨著人類社會(huì)的發(fā)展，能源的消耗量正在不斷增加，世界上的化石能源總有一天將達(dá)到極限。同時(shí)，由于大量燃燒礦物能源，全球的生態(tài)環(huán)境日益惡化，對(duì)人類的生存和發(fā)展構(gòu)成了很大的威脅。在這樣的背景下，太陽(yáng)能作為一種巨量的可再生能源，引起了人們的重視，各國(guó)政府正在逐步推動(dòng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而在我國(guó)，光伏系統(tǒng)的應(yīng)用還剛剛起步，市場(chǎng)狀況尚不明朗。相信作為當(dāng)今發(fā)展最迅速的高新技術(shù)之一，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，特別是光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)將為今后的電力工業(yè)以及能源結(jié)構(gòu)帶來(lái)新的變化。

　　太陽(yáng)能作為一種新型的綠色可再生能源，與其他新能源相比是最理想的可再生能源。特別是近幾十年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，太陽(yáng)能及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)成為世界發(fā)展最快的行業(yè)之一。因?yàn)樗哂幸韵碌奶攸c(diǎn)：儲(chǔ)量豐富、清潔性和經(jīng)濟(jì)性、分布范圍廣泛。

　　這些技術(shù)尤其在我國(guó)的北方和西部應(yīng)用較廣并且成效顯著。以光伏電池技術(shù)為核心的光伏利用成為太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用中最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，利用光伏發(fā)電，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小且輕;

　　（2）容易安裝運(yùn)輸，建設(shè)周期短;

　?。?）維護(hù)簡(jiǎn)單，使用方便;

　?。?）清潔、安全、無(wú)噪聲;

　　（5）可靠性高、壽命長(zhǎng)，并且應(yīng)用范圍廣。

　　太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類

　　太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)按供電方式大致可以分為獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和混合發(fā)電系統(tǒng)三大類。

　　5kw微網(wǎng)逆變器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　微網(wǎng)逆變器系統(tǒng)將可再生能源（如太陽(yáng)能，風(fēng)能，水能，地?zé)崮?，生物質(zhì)能等）轉(zhuǎn)變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻、同相的交流電，優(yōu)先輸送給當(dāng)?shù)刎?fù)荷供電，剩余的電能饋入電網(wǎng)。微網(wǎng)逆變器系統(tǒng)主要包括：光伏組件、蓄電池組、蓄電池充放電設(shè)備、DC/DC變換器、微網(wǎng)逆變器、靜態(tài)開(kāi)關(guān)等。

　　5kw微網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 5KW微逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　微網(wǎng)逆變器是微網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分。微網(wǎng)逆變器輸出為三相交流電，具有并網(wǎng)和獨(dú)立運(yùn)行兩種工作模式。微網(wǎng)逆變器主電路采用智能功率模塊進(jìn)行逆變，產(chǎn)生三相交流電通過(guò)三相變壓器（Δ-γ）進(jìn)行隔離升壓，并變成三相四線輸出。

　　靜態(tài)開(kāi)關(guān)和電能計(jì)量設(shè)計(jì)

　　靜態(tài)開(kāi)關(guān)是微網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中的重要組成部分。靜態(tài)開(kāi)關(guān)由三組雙向可控硅、兩個(gè)空氣開(kāi)關(guān)以及一個(gè)斷路器組成，其閉合和斷開(kāi)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由DSP產(chǎn)生。

　　正常工作時(shí)，開(kāi)關(guān)Switch1、Switch2、Switch3、Switch4同時(shí)閉合，為當(dāng)?shù)刎?fù)荷提供電能;當(dāng)出現(xiàn)電網(wǎng)缺相、電壓嚴(yán)重跌落等非正常狀況時(shí)，由DSP檢測(cè)出異常情況，做出判斷決策，并控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)通與0關(guān)斷。這時(shí)，開(kāi)通Switch1和Switch2，關(guān)斷Switch3，保證重要負(fù)荷的供電。當(dāng)逆變器發(fā)生故障時(shí)，立即斷開(kāi)Switch1，逆變器退出，同時(shí)斷開(kāi)Switch4，由電網(wǎng)對(duì)重要負(fù)荷供電。當(dāng)逆變器故障消失時(shí)，在與電網(wǎng)同步后，開(kāi)通Switch1，再閉合Switch4，恢復(fù)對(duì)當(dāng)?shù)刎?fù)荷的供電。當(dāng)需要檢修逆變器時(shí)，先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Switch2，檢修完成后，重新閉合 Switch2。