光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

　　獨(dú)立逆變采用電壓平均值外環(huán)、電壓瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)反饋的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制框圖如圖4所示。其中，電壓平均值外環(huán)調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)，電壓瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)。輸出電壓平均值反饋值Uf和電壓給定信號(hào)Ug的誤差經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器形成電壓內(nèi)環(huán)的幅值給定，然后乘以離散的正弦表格數(shù)據(jù)，形成離散的正弦電壓信號(hào)作為電壓瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)的給定，電壓瞬時(shí)值給定值與反饋值的誤差信號(hào)再經(jīng)過(guò)P調(diào)節(jié)器產(chǎn)生PWM控制信號(hào)，將此信號(hào)寫(xiě)入到DSP內(nèi)部的比較寄存器CMPR1、CMPR2，與三角載波比較后產(chǎn)生4路PWM1~ PWM4開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制主電路中功率器件的通斷。產(chǎn)生的高頻SPWM信號(hào)經(jīng)過(guò)輸出LC濾波器濾波后產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的正弦波輸出電壓，然后經(jīng)升壓變壓器升壓至220V/50Hz，保證了輸出電壓的穩(wěn)定。

　　4 獨(dú)立逆變控制框圖

　　4.2 并網(wǎng)逆變控制

　　(1)太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)

　　并網(wǎng)逆變采用直流電壓外環(huán)、并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制策略。其中，直流電壓外環(huán)采用PI調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光伏組件的最大功率點(diǎn)跟蹤，其輸出為并網(wǎng)電流的幅值給定。系統(tǒng)首先檢測(cè)電網(wǎng)電壓頻率、相位，經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)節(jié)使并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同相位，并網(wǎng)電流給定值乘以離散的正弦表格數(shù)據(jù)作為并網(wǎng)電流給定值 ，電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器采用P調(diào)節(jié)器。將P調(diào)節(jié)器的輸出值寫(xiě)入CMPR1、CMPR2，與三角載波比較后產(chǎn)生4路PWM1~PWM4信號(hào)，控制主電路中功率器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，產(chǎn)生的高頻SPWM信號(hào)經(jīng)過(guò)電感L濾波后產(chǎn)生與電網(wǎng)電壓同相位的標(biāo)準(zhǔn)正弦并網(wǎng)電流，經(jīng)電感L濾波后向電網(wǎng)輸入同頻同壓的并網(wǎng)電流，并網(wǎng)逆變控制框圖如圖5所示。

　　(2)蓄電池并網(wǎng)

　　為了將蓄電池中多余的能量回饋到電網(wǎng)，必須使系統(tǒng)工作在蓄電池并網(wǎng)狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，并網(wǎng)電流大小是由蓄電池的放電曲線決定的[8]。為了合理保護(hù)蓄電池，防止放電電流過(guò)大和蓄電池過(guò)放，本文通過(guò)實(shí)時(shí)采樣蓄電池的端電壓和放電電流，將蓄電池能量回饋到電網(wǎng)。蓄電池并網(wǎng)控制框圖見(jiàn)圖6所示。

　　5 通訊部分

　　通訊部分主要是完成系統(tǒng)的狀態(tài)顯示與參數(shù)設(shè)定，本系統(tǒng)中上位機(jī)采用Microchip公司生產(chǎn)的8位單片機(jī)PIC16F877A，它與TMS320F2812的串口通訊采用RS-485通信協(xié)議，通過(guò)兩個(gè)MAX485芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)兩者的數(shù)據(jù)交換，通訊原理示意圖如圖7所示。

6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括四個(gè)部分

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