光伏并网发电模拟系统.docxVIP

光伏并网发电模拟系统 光伏并网发电模拟系统 2021年4月 第27卷　第2期枣庄学院学报JOURNALOFZAOZHUANGUNIVERSITYApr.2021Vol.27NO.2 光伏并网发电模拟系统 (枣庄学院物理与电子工程系,山东枣庄　277160) [摘　要]此光伏并网发电模拟系统采用MSP430F449为核心控制芯片,采用全桥逆变电路作为DC-AC的核心电路,通过控制BUCK电路实现MPPT最大功率点跟踪,单片机发送PWM信号控制逆变电路产生正负交替的工频交流信号.逆变电源具备各种保护功能,如输入直流极性接反保护,交流输出短路保护、过热、电流电压过载保护等.利用逻辑器件输出的pwm波形控制逆变电路,输出含有较多的谐波分量,因此要加滤波输出正弦波电流. [关键词]MSP430F449;PWM;逆变电路;光伏并网 [中图分类号]TP23[文献标识码]A[]1004--0088-050　引言 ,它将光伏发,易损耗的蓄电池;在城市中安装,光伏阵列可以;分散发电,就地使用,避免了输配电损失,减少了温.,太阳能光伏发电技术得到了持续的发展,分布式光伏并网发电已经成为太阳能利用的主要方式之一. 对于光伏发电系统而言,其中最主要的问题是如何提高系统的发电效率以及整个系统的工作稳定性.因此如何使光伏并网发电控制系统具有简单的结构,较高的效率和稳定性,成为系统设计的关键.控制时既要考虑跟踪太阳能电池最大功率点,也要同时保证对电网输出电流符合电网要求. 1　系统总体设计 图1　系统结构图 Fig.1　structureofsystem 3[收稿日期]2021-09-05 [作者简介]杨中国(1980-),男,山东临沂人,枣庄学院物理与电子工程系助教,工学硕士,主要从事智能检测和自动控制系统方 光伏并网发电模拟系统 系统设计以MSP430F449单片机为核心,控制电压、 电流检测以及各部分驱动电路,用直流稳压电源US和电阻RS模拟光伏电池,产生直流电压,通过单片机产生按正弦规律变化的PWM信号,PWM信号驱动全桥逆变电路实现由直流到交流的逆变,逆变后经过滤波输出正弦交流电.通过单片机控制引入参考电压,经过精密整流及过零检测电路实现输出电压与电网电压同相位.MSP430F449采用16位RISC结构,具有丰富的片内外设和大容量的片内工作寄存器和存储器,它具有较强的运算能力,超低的功耗:能够在1.8V～3.6V的电压下工作;具有工作模式(AM)和5种低功耗模式(LPM).在低功耗模式下,CPU可以被中断唤醒,响应时间小于6ps.还有丰富的片上外设,决定了430系列单片机的性价比是非常高的.系统结构如图1所示. 单片机电路保证MSP430F449工作在8Mhz时钟频率下,完成PWM脉冲发送,经光电隔离驱动逆变输出电路.分别由时钟电路、复位电路和LCD显示电路组成.逆变的具体方法是通过单片机产生2路按正弦规律进行变化的PWM信号,PWM信号驱动逆变电路,从而实现直流电到正弦交流电的逆变.使用MSP430F449作为逆变控制器,不仅可使硬件电路大大简化,而且提高了灵活性和可靠性.并且该芯片价格便宜,编程方便,故本系统选用此方案. 图2　硬件原理图 Fig.2　Hardwarestructure 2.1　DC-AC逆变主电路的的设计 正弦波输出的逆变器控制集成电路,正弦波输出的逆变器,其控制电路可采用微处理器控制,如杭州利尔达生产的MSP430系列单片机,以及DSP等,这些微处理器都具有多路PWM发生器,并可设定上、上桥臂之间的死区.随着微电子技术的发展,正弦波输出的逆变技术已经成熟. 2.2　逆变电源主电路功率器件的选择 枣庄学院学报2021年第2 逆变电源的主功率元件的选择至关重要, 目前使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管(BJT),功率场效应管(MOSFET),绝缘栅晶体管(BT)和可关断晶闸管(GTO)等,在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET,因为MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率,在高压大容量系统中一般均采用绝缘栅晶体管模块,这是因为MOSFET随着电压的升高其通态电阻也随之增大,而绝缘栅晶体管在中容量系统中占有较大的优势,而在特大容量(100KVA以上)系统中,一般均采用GTO作为功率元件. 综上所述,本系统方案逆变电路用功率场效应管最为适宜,本系统经试验对比挑选场管IRF530为开关管器件,驱动芯片选取IR2101.驱动电路图如图3 图3　驱动电路图 Fig.3　Driverci