户用光伏并网发电系统的研究与设计

第39卷第l期

电力电子技术

voi.39,No.lFebruary,2005

年月

PowerEiectronics

户用光伏并网发电系统的研究与设计

郑诗程!丁

明!苏建徽!茆美琴

0合肥工业大学,安徽合肥2300090

摘要!阐述了基于数字信号处理器TMS320LF2407A的户用光伏并网发电系统的研究和设计O文中详细分析了

系统的工作原理和锁相环设计,同时给出了系统的控制框图和锁相环程序流程图,并进行了样机实验O实验结果表明,并网电流波形良好,并且与电网电压同频同相,并网的功率因数为lO

关键词!太阳能;发电/光伏;并网;数字信号处理器中图分类号!TM6l5

文献标识码!A

文章编号!l000-l00X"2005#0l-0055-03

researchandDesignofresidentialPhotovoltaicGrid"connectedGenerationSystem

ZHENGShi!cheng,DINGMing,SUJian!hui,MAOMei!gin

0HefeiUniuersityofTechnology,Hefei230009,China0

Abstract:Thispaperpresentstheresearchanddesignofresidentiaiphotovoitaicgrid!connectedgenerationsystembasedonthedigitaisignaiprocessorTMS320LF2407A.Thepaperanaiysesthesystemoperationprincipieandthedesignofphaseiockioop.Simuitaneousiy,thepaperproposesthecontroibiockofthesystemandphaseiockioopprogramfiowchart.Sampieexperimentshavebeendoneandtheresuitsshowthewaveofgrid!connectedcurrentisbetter.Ithasthesamefreguencyandphaseastheutiiitygridvoitage.Thepowerfactorofgrid!connectedisunity.

Keywords:soiarenergy;eiectricitygeneration/photovoitaic;grid!connected;DSP

1引言

随着化石能源的高度消耗,能源危机愈演愈烈,同时化石能源的开采和利用对环境的影响和破坏也不容忽视O在这种情况下,开发和利用可再生能源和绿色能源己成为世界各国共同追求的目标O从能源供应的诸多因素考虑,太阳能无疑是符合可持续发展战略的较理想的绿色能源O其中,太阳能光伏并网发电技术更是受到了各国政府的一致重视O然而目前我国的太阳能光伏并网发电在政府的高度重视下也己被列入了重点扶持范围,我国政府将逐步推广屋顶光伏并网发电计划O因此,太阳能光伏并网发电正在由过去的补充能源向替代能源迈进O

光伏阵列吸收的能量先经过全桥逆变和电感滤波,再由升压变压器隔离~升压后以受控电流源的方式并入电网,整个系统与电网隔离,运行安全可靠O2!2系统逆变环节的数学模型

图l中取流经滤波电感L的电流iL为状态变量,则由图l可得:

uab=unet+Ldi+iLr

式中uab---未经滤波的逆变器输出电压

n---升压变压器的变比r---变压器和线路的等效电阻

0l0

2

2!1

!"#$%

主电路结构

式0l0经过Lapias变换,可解出I0s0:

u0s0

I0s0=luab0s0-net

!"

020

图l示出系统的主电路结构图,系统为输出电

流受控的电压型有源逆变器O该系统采用由智能功率模块IPM75RSA060构成的全桥结构,功率输出端

采用标准升压变压器隔离和升压O由图l知,

当逆变器开关频率较高时,忽略开关器件和死区特性的影响,SPWM控制方式下的桥式逆变器可近似为一个放大系数为K的等效放大环节,即:G0s0=K030

由式020和式030可得图2所示系统的并网电流闭环结构图O

图l主电路结构

!!!!!!定稿日期!2004-06-02

图2电流闭环结构图

2!3输出侧电压矢量图

作者简介!郑诗程"!"#$%#!男!安徽合肥人!博士研究

生!研究方向为电力电子和电力传动$

由主电路可知,设并网电流为i,升压变压器的

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