基于VC++光伏逆變器監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

摘要：根據(jù)目前光伏逆變器在市場(chǎng)上的應(yīng)用狀況，提出了相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)、功能和實(shí)現(xiàn)方法，使監(jiān)控系統(tǒng)更加完善。
關(guān)鍵詞：光伏逆變器；監(jiān)控軟件；VC++；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

0 引言
全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，能源問題也越來越備受關(guān)注。解決能源短缺問題除了一方面節(jié)約能源消耗外，另一方面就是開發(fā)使用新能源，太陽能作為一種綠色環(huán)保的清潔能源，越來越得到各國(guó)的重視，對(duì)于光伏系統(tǒng)的研究和應(yīng)用也越顯重視。光伏系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的技術(shù)就是逆變。光伏逆變器主要實(shí)現(xiàn)逆變功能，并且決定了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與使用的可靠性。為了更好地對(duì)光伏逆變器集中控制與維護(hù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的檢測(cè)、分析與管理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的使用性能，開發(fā)一套具有數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、歷時(shí)查詢及報(bào)表打印等功能的監(jiān)控軟件是系統(tǒng)管理員所期望的，也是完善光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所必不可少的。為此，本文開發(fā)了基于VC++的光伏逆變器的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。

1 光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)工作原理
太陽能電池陣列將接收到的太陽能直接轉(zhuǎn)換后在三相逆變器的輸出端輸出高頻SPWM波，基波是正弦波，經(jīng)過電感濾波后，向電網(wǎng)饋入與電網(wǎng)電壓同頻同相的正弦波電流，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流的正弦化和單位功率因數(shù)。這里，三相逆變器為電流控制型電壓源逆變器。如果要使光伏陣列在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，使其工作穩(wěn)定，能夠輸出最大功率，則必須首先穩(wěn)定其工作電壓，并找出其最大功率點(diǎn)的工作電壓。本課題設(shè)計(jì)的是非隔離的10kW三相并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，采用兩級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。前級(jí)采用帶MPPT的DC-DCBOOST壓電升路，后級(jí)采用DC-AC的逆變電路，兄圖1。本系統(tǒng)中并網(wǎng)光伏逆變器直流最高輸入電壓為450V，額定功率為10kW，交流輸出并入380V交流電網(wǎng)。逆變器的硬件系統(tǒng)有三個(gè)主要部分：功率電路、控制電路和驅(qū)動(dòng)電路。
逆變器的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用三相全橋逆變電路，如圖1所示，功率器件使用IGBT，開關(guān)頻率為15kHz，為了防止電能從電網(wǎng)流入太陽能光伏陣列，在直流側(cè)加了防反二極管；逆變器的輸出端使用了LC濾波電路濾除高頻分量，在逆變器的輸入端和輸出端都安裝了接觸器，當(dāng)逆變器檢測(cè)到外部故障時(shí)，都立即關(guān)斷接觸器，實(shí)現(xiàn)逆變器的可靠隔離和保護(hù)。逆變器采用大電容解耦，在解耦電容的兩端增加了放電通道，以保證維護(hù)人員的人身安全，逆變器還提供了較好的人機(jī)界面，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過發(fā)光二極管的組合編碼，給出故障的具體類型。逆變器冷卻
方式采用自然空氣冷卻和強(qiáng)制風(fēng)冷相結(jié)合的方式，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到的溫度高于設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)風(fēng)扇，進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，當(dāng)溫度較低時(shí)，采用自然空氣冷卻。

逆變器的控制電路的主控制器使用的是TI公司的TMS320F28335芯片，該芯片具有處理性能更快、外設(shè)集成度高、A／D轉(zhuǎn)換速度更快等特點(diǎn)。該芯片的采用可以很好滿足對(duì)三相全橋逆變器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的要求。