光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置研制

3．3 欠壓采樣電路設(shè)計
如圖5與圖4電路相似，模擬比較器的反相輸入端為基準(zhǔn)電壓7．5 V，而R22換成電位器，目的是為了便于調(diào)整使本裝置適用于不同欠壓值控制。輸出采用光電耦合器U4把控制電路和主電路隔離，防止主電路干擾控制電路，R22、R24的取值太大影響穩(wěn)定性，取值太小則使流過R22、R24的電流大功耗增加甚至損壞器件，R21、R23的取值大小參見4N25的輸入輸出特性曲線。
模擬比較器LM393的反相輸入端6腳位固定電壓7．5 V，正常狀態(tài)下欠壓采樣輸出為高電平，當(dāng)5腳電壓7．5 V時，輸出端7腳輸出為低電平，光耦導(dǎo)通，欠壓輸出端采集到的低電平欠壓保護電路開始工作，切斷主電路供電，實現(xiàn)欠壓保護。

4 欠壓過流保護電路設(shè)計
電路如圖6所示，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，此過流保護的輸入端過流信號和欠壓即CD4011的1腳和2腳，檢測到的信號都是高電平，C04011的3腳輸出低電平，經(jīng)過U10B和U10C兩級反相最終CD4011的10腳輸出低電平，三極管2N3904截止，繼電器常閉端處于導(dǎo)通狀態(tài)，系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)輸出流過負(fù)載的電流過大或者輸入電壓不足時低電平觸發(fā)CD4011的1腳2腳，這時候3腳輸出高電平，電容C10充電經(jīng)過U10B和U10C兩級反相后10腳輸出高電平，三極管2N3904導(dǎo)通，繼電器的常閉端斷開，主電路停止供電，處于保護狀態(tài)。由于主電路電源被切斷U10A的輸入端檢測到高電平，3腳輸出低電平，由于CD4011的高輸入阻抗和開關(guān)二極管D6單向?qū)ㄗ饔?，C10的電荷只能通過R27釋放，當(dāng)U10B的輸入端電位低于門限電壓，經(jīng)過U10B和U10C兩級反相后，三極管2N3904關(guān)閉，主電路開始供電。這樣實現(xiàn)了系統(tǒng)過流、欠壓故障排除后，裝置自動恢復(fù)為正常狀態(tài)。

此部分電路的設(shè)計采用雙輸入四與非門CD4011做反相器、開關(guān)二極管D6、電阻R27、電解電容C10、三極管2N3904和繼電器。R26的選取由繼電器的驅(qū)動電流和2N3904的放大倍數(shù)β來決定，過小則增加功耗，過大則不能驅(qū)動繼電器。R27和C10的放電時間就是系統(tǒng)過流欠壓保護后檢測的間隔時間。時間T=2×R27×C10。

5 結(jié)束語
光伏并網(wǎng)發(fā)電是一個集計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)和材料科學(xué)等綜合性學(xué)科的技術(shù)。光伏并網(wǎng)發(fā)電有廣闊的發(fā)展前景，而太陽能利用將為環(huán)保事業(yè)、能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少對傳統(tǒng)能源的依賴做出巨大貢獻(xiàn)。隨著風(fēng)電機組制造成本的不斷降低，化石燃料的逐步減少及其開采成本的增加，將使風(fēng)電逐步增強市場競爭力。