基于DSP技术的5kW离网型光伏逆变器设计
太阳能光伏发电是当今世界上最有发展前景的新能源技术，太阳能光伏发电系统按照系统运行方式的不同可分为离网型光伏发电系统、并网型光伏发电系统以及混合型光伏发电系统。随着我国光伏发电系统的迅速发展，尤其是光伏屋顶计划的实施，国内对离网型光伏逆变器的需求将越来越大。离网型光伏发电系统主要是由光伏电池阵列、控制器、逆变器、储能装置等环节组成，如图1所示，其中逆变器是光伏系统中重要的器件之一，其可靠性和转换效率对推行光伏系统、降低系统造价至关重要。
目前，国内同类产品主要存在以下不足：a．大多采用单片机控制，实时性差，数据处理及通信能力有限；b．采用变压器，体积大、笨重；c．输出电压精度不高，不能满足社会发展的需要。本文提出了5kW光伏控制器的设计方案，可以广泛用于离网型光伏发电系统、风光互补发电系统，具有体积小、重量轻、输出电压精度高、波形好、现场总线实现智能监控等特点。
1、5kW离网型光伏逆变器基本结构
光伏逆变器的结构如下所示，包含一次回路和二次回路两部分，其中一次回路由输入滤波电路、Boost升压电路、全桥逆变电路和输出滤波电路等组成，二次回路由TMS320Fz812控制器电路、信号检测电路、人机交互电路和通讯电路组成。下面就5kW离网型光伏逆变器的硬件主电路和控制策略进行设计。图2光伏控制器结构图
2、5kW离网型光伏逆变器硬件设计
目前，常用的离网型逆变电路主要有三种拓扑结构：工频隔离单级逆变器、高频隔离两级逆变器和无隔离两级逆变器。经理论计算和实践验证，使用一种更适合用在光伏发电系统中的电路拓扑结构：无隔离两级逆变，也叫做Boost逆变器，如图3所示。
通过输入滤波电路对光伏太阳能输入的48V直流电进行滤波处理，然后通过Boost升压电路进行升压，采用全桥逆变进行逆变处理，输出SPWM波，最后经过LC低通滤波器进行滤波，输出50Hz频率的正弦波。
2．1 输入滤波电路的设计
输入滤波电路是由滤波电容组成，用来减小输入端电压的脉动，假设变换器传输最大功率为Pmax，由输入输出功率相等可得出一个周期内输入滤波电容所提供的能量约为
2．2 Boost电路
Boost电路如图4所示，其中Q为全控型的功率器件IGBT，Boost电路是一种输出电压等于或高于输入电压的非隔离直流变换电路，当光伏控制器的输入电压在允许范围波动时，通过控制功率开关器件Q的导通比D，使输出电压保持稳定。
根据Boost电路中电感电流是否连续可以分为电感电流连续、电感电流断续和电感电流临界连续三种工作模式。当工作于临界工作模式时，电感的取值满足式(3)。
2．3 单相全桥逆变电路
本文中单相全桥逆变电路的驱动波形是通过调制法得到的，信号波和载波的产生以及调制都是通过DSP2812实现的。SPWM有三种调制方式：同步调制、异步调制和分段同步调制，本设计输出频率是50Hz，频率不是太低，所以采用同步调制方式。
2．4 LC低通滤波器
SPWM波中含有载波频率的整数倍及其附近的谐波分量。为了获得良好的输出电压波形，必须利用LC低通滤波器消除高次谐波。随着载波比的升高，最低次谐波离基波越远，也就更容易进行滤波，提高载波比将有效改善输出电压质量，但载波比的提高受制于功率开关器件的开关速度以及开关损耗等因素，LC低通滤波器的选取主要考虑几个方面的因素，噪声、抑制能力、输出阻抗、逆变电流应力。
设计中还要综合考虑滤波电路的体积、重量以及制作成本，通常截止频率选择在开关频率的1／10～1／20，本设计中选择系统开关频率为18kHz，逆变器输出交流电源频率为50Hz，初步确定截止频率为1kHz，滤波器中有两个待定的参数，即滤波电感和滤波电容。
LC低通滤波器的结构如图5所示，
3、5kW离网型光伏逆变器的控制策略
SPWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，本文采用PID控制与闭环负反馈控制相结合的数字控制策略。
3．1 控制脉冲的产生
本文采用TI公司的TMS320F2812为主控芯片，F2812共有两个事件管理器EVA和EVB，每个都可产生8路的脉冲输出，其中由全比较单元输出3对互补的信号，每对互补信号的延迟时间可由相应的死区定时器产生，事件管理器利用内部的定时器和比较单元产生相应的脉冲。文中通过EVA输出一对互补的SPWM脉冲信号和一路独立输出的PWM信号，分别控制Boost升压电路和逆变器电路。
3．2 输出频率的计算
逆变器输出SPWM脉冲信号的频率是50Hz，SPWM波形每个正弦波周期输出的点数主要取决于目标输出正弦波的频率和SPWM脉冲波的载波频率。如SPWM的载波频率为18kHz，要输出的正弦波的频率分别为50Hz，所需要的正弦表的点数N为
3．3 闭环负反馈控制
DSP2812实时检测输出输入的电压、电流值，反馈到DSP内部，经PI调节后，改变相关寄存器参数，控制驱动脉冲的波形，实现实时闭环控制，系统的控制框图如图6所示，系统采用二个闭环负反馈调节，根据反馈信号的不同，实时调节输出，使输出稳定。另外，当输出电流信号突然增大到超过最大允许电流时，关闭PWM输出，以保护逆变装置不受损害。
4、5kW离网型光伏逆变器软件设计
4．1 SPWM控制程序
本设计利用事件管理器的一个完全比较单元输出一对互补的PWM脉冲，时钟由通用定时器1提供，计数器的工作方式设置为连续增减方式。功率开关器件有一定关断延迟，当同一桥臂的上管关断时，下管不能马上开通，否则将会由于短路而击穿，使用DSP事件管理器的全比较
单元中的死区控制器，在同一桥臂的开通与关断间插入一个死区时间，防止短路现象发生，保护功率器件。SPWM程序主要包括：对EV初始化、相关变量初始化、正弦表的产生和CMPR1的重载，前3个功能都是在主程序中完成。正弦表产生语句如下：
本科毕业论文（设计、创作）题目：基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计 学生姓名：学号：103402035 所在系院：专业：电子信息工程入学时间：2010年9月导师姓名：职称/学位：副教授/硕士 导师所在单位： 完成时间：2014年5月安徽三联学院教务处制
基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计 摘要：随着石油化工资源的枯竭、生态环境的日趋恶化和人类可持续发展的需要，一种低碳环保的绿色能源太阳能引起了众多人群的关注，并且成为现代能源领域发展预期最好的新能源。以TMS320F2812DSP为核心控制芯片，Infineon公司型号为IGP50N6OT的IGBT(50A,60OV)作为开关器件,以IR公司的IR2llO作为驱动芯片的离网光伏发电系统，可以更好地解决偏远地区供电中出现的种种问题。设计分析了各种光伏发电系统在应用方面的优、缺点。比较了光伏发电逆变器三种重要的拓扑结构，给出了系统总体框图及分电路原理,并实现了仿真测验。 关键词：光伏发电；离网逆变器；DSP
Research on Single-phase Off-grid Inverter of Photovoltaic Power based on DSP Abstract:With the exhausted of traditional energy sources,the worsening of the ecological environment and human requirements of sustainable development,solar energy as an ideal green energy has caused more and more attention,to become the world's most promising new energy technology.TMS32OF2812 DSP,a high–performance digital signal processing chip,is used to controlling the core in our researeh.IGP50N60model of infien on corporation is selected as switching device.The single-Phase off-grid PV inverter is researched.can better solve the problems in the remote area power supply.Design of photo voltaic power generation system are analyzed advantages and disadvantages in the https://www.doczj.com/doc/e114942415.html,parison of the photovoltaic inverter topology structure of three important,gives the system block diagram and circuit principle,and realizes the simulation test. Keywords:PV;Off-grid inverter;DSP
20MW太阳能发电项目光伏场区
一、工程概况 1、工程概况 华润安达1号太阳能发电项目位于安达市西南部约18km处，项目所在地北侧为规划高 速公路，东侧与中和砖厂相邻，项目所在地区平坦开阔，地势较低，无不良地质现象，场地布置条件较好。场地为盐碱地。施工时将场地挖填平整、并填土至沟塘形成相对平坦地貌以利于工艺布置及场地排水，即可形成良好的施工场地，场地布置条件较好。 本期光伏厂区内占地面积为633790㎡，共安装18组1MWp太阳能子阵，总容量为 20.16MWp。施工道路与永久道路可结合。通过平整场地，用砂石铺垫，作为施工道路使用。待施工结束后，完善道路二侧边沟系统、路面养护后可作为永久道路使用。 安达市位于黑龙江省西南部，地处大庆市与肇东市之间。属中温带大陆性季风气候，冬季（11月至次年3月）被强大的蒙古高压控制，在其影响下多偏北风，天气干燥严寒；夏季（6月至8月）受副热带海洋气团的影响，降水集中，光照充足气候温热、湿润。春季（4 月至5月）多偏南大风，降水较少，易发生春旱；秋季（9月至10月）天高气爽，降温较快，常有早霜危害。气候基本特点是：冬长雪少，天气寒冷；夏短湿热，降水集中；春季风大，气候干燥；秋凉气爽，时有早霜。全年降水较少，平均气温在3℃左右。年平均无霜期较短，在170d左右。 2、太阳能资源 黑龙江省年太阳总辐射量为4400～5400MJ/ m2（相当于1222～1500kWh/ m2）。太阳 直接辐射年总量为2526～3162 MJ/ m2，直接辐射在总辐射中所占比例较大，在0.57～0.63之间，年日照时数在2242～2842小时。 华润安达光伏发电项目所在地年均太阳辐射量1357.70kWh/m2，年均日照时数2681.97h，日照时间较长，利用太阳能资源的条件较好。场址地区水平面日平均辐照度为3.72 kWh/m2d，项目场址在我国属于太阳能“资源丰富”地区，具备一定开发价值。从太阳能资源利用角度说，此地区适合建设太阳能光伏发电站。 3、气象条件 安达市位于黑龙江省西南部、松嫩平原中部，东经124°53′至125°55′，北纬46°01′至47°01′，地势东部略高，西部略低，平坦开阔，平坦地面下沉积着新老地层，储藏着丰富的水、石油和天然气等资源。安达市地处中纬度寒温带大陆性季风气候，年平均气温为4.2℃，最热月（7月）平均气温为32.1度，最冷月份（1月）平均气温为-18.7度，历年极端气温最高为38.7度，历年极端气温最低为-37.9度；年平均降水量为432.5
太阳能逆变器的测试系统详解 太阳能逆变器测试系统详细描述： 1.防孤岛检测装置(手动型) ACLT-2210M RLC各11.1K,总装机容量33.3K,步进幅度0.001K,最大电流分辨率1mA，满足10K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-3803M RLC各32.97K,总装机容量98.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA，满足30K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-3820M RLC各66.97K,总装机容量200.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA，满足60K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-3830M RLC各109.97K,总装机容量329.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA，满足100K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-3840M RLC各139.97K,总装机容量419.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA，满足130K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-3860M RLC各209.97K,总装机容量629.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA，满足200K逆变器防孤岛保护试验检测需要
ACLT-3880M RLC各269.97K,总装机容量809.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA，满足250K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-38160M RLC各529.97K,总装机容量1589.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA，满足500K逆变器防孤岛保护试验检测需要 ACLT-38300M RLC各1079.97K,装机容量3239.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA，满足1000K逆变器防孤岛保护试验检测需要 太阳能逆变器测试系统 一、太阳能逆变器测试系统关于谐振频率的难点为了模拟孤岛运行环境，需要RLC负载能够精确产生一个稳定的基频频率（50Hz或60Hz），谐振频率公式，L与C一定要均衡，才能达到基频频率。为了高效率实施逆变器检测，防孤岛试验检测装置在选型时一定要注意选择一套可以稳定、快速、自动调试出基频频率的RLC负载。 二、太阳能逆变器测试系统关于逆变器输出无功对谐振频率的影响所有被测光伏逆变器一定会有无功输出，无功可能是容性，也可能也是感性。关键是在实施防孤岛效应保护试验时，逆变器输出无功功率一定要可以自动补偿到RLC 负载调试中，避免在试验过程过欠频触发保护，导致测量结果错误。所以一定要注意选择一套可以自动补偿逆变器输出无功功率的RLC负载。 三、太阳能逆变器测试系统关于寄生量对测量结果的影响如果试验的电感负荷比电容大，谐振频率会大于50Hz，电感负荷比电容小，谐振频率会小于
一、光伏逆变器产业链结构分析 图表光伏发电用逆变器产业链结构 资料来源：产研智库 一、上游原材料 逆变器企业主要外购产品包括各种电子元器件、结构件、电气元器件、电线电缆等。 逆变器的主功率元件的选择至关重要，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（IGBT）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，在大容量系统中一般均采用IGBT模块，而在高压特大容量（1000KVA以上）系统中，一般均采用IGCT、GTO等作为功率元件。 图表光伏发电用逆变器主要原料 资料来源：产研智库 二、下游需求领域 图表光伏发电逆变器国内主要应用领域
资料来源：产研智库 三、产业链各环节传导机制 光伏逆变器上游为电力电子元器件、微电子芯片、集成电路、电力电容器、电抗器、变压器、机柜、机箱壳体制造等行业。该行业与上游行业的关联性较低，上游行业的影响主要体现在本行业采购成本。 逆变器行业与下游行业的发展密切相关，下游行业对本行业的发展具有较大的牵引和驱动作用，国家光伏项目建设与投资是决定本行业未来需求的重要部分，其需求变化直接决定了本行业未来的发展状况。 二、国外光伏逆变器市场格局 光伏逆变器的主要厂商分布在光伏安装的主要区域，包括德国、中国、美国等地。2015年，全球逆变器的主要产能集中在德国、中国、美国，其中SMA、阳光电源、华为占据前三位。国外厂商逆变器项目经验丰富，产品质量高，成本也相对较高。国内自主研发的光伏逆变器，成本较低、售后服务效率更高。从地域来看，预计未来新增光伏逆变器需求将主要来自美国、日本和中国等新兴市场国家。 2015年全球逆变器市场格局在领先厂商之间日趋巩固。全球逆变器需求在2015年上涨了33%，排名前10的光伏逆变器厂商市场份额提高到了75%，产业集中度不断提高，全球光伏逆变器出货量达2010年以来的最高值。 德国SMA继续保持其2015年全球最大光伏逆变器供应商的地位，但在出货量上继续损失市场份额。虽然SMA仍然在光伏逆变器收入上处于全球领导者地位，但其从逆变器出货排行榜流失的全球需求已转向中国。2015年出货量前十名厂商中有四个是中国企业，其中华为出货量领先。SMA业绩提升的主要得益于美国和其他快速增长的公用事业规模市场，该公司还更新了其逆变器产品组合，表示其在住宅、商业和公用事业规模市场都有竞争力产品推出。 图表2015全球10大光伏逆变器厂商出货量排名
5kWp光伏太阳能离网发电系统 设 计 方 案
目录 一、光伏太阳能离网发电系统简介 (2) 二、项目地参数 (2) 三、相关规范和标准 (5) 四、系统组成与原理 (6) 五、设计过程 (8) 1、方案简介 (8) 2、用户信息 (8) 3、蓄电池设计选型 (8) 4、组件设计选型 (12) 5、离网逆变器设计选型 (16) 6、控制器设计选型 (18) 7、交直流断路器 (21) 8、电缆设计选型 (23) 9、方阵支架 (23) 10、配电室设计 (23) 11、接地及防雷 (23) 12、数据采集检测系统 (24) 六、仿真软件模拟设计 (25) 七、设备配置清单及详细参数 (31) 八、系统建设及施工 (31) 九、系统安装及调试 (32) 十、工程预算投资分析报告 (36) 十二、运行及维护注意事项 (38) 十三、设计图纸 (41)
5kWp光伏太阳能离网发电系统配置方案 一、光伏太阳能离网发电系统简介 独立光伏电站是独立光伏系统中规模较大的应用。它的主要特点就是集中供电，如在一个十几户的村庄就可建立光伏电站来利用太阳能，当然这是在该村庄地理位置较偏远，无法直接利用电力公司电能的情况下，所能用到的方法。用这种方式供电便于统一管理和维护。而户用系统是采用分散供电的方式提供电能，如果要在该村庄安装户用光伏系统，这样每一户都得需这么一套光伏系统，它比起独立光伏电站来，所需的元器件规格要小，控制器、逆变器和蓄电池及负载都比较小，但是独立光伏电站和户用光伏系统基本结构是完全一致的。 太阳能光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaic——BIPV）是应用太阳能发电 的一种新形式，简单的讲就是将太阳能发电系统和建筑的围护结构外表面如建筑幕墙、屋顶等有机的结合成一个整体结构，不但具有围护结构的功能，同时又能产生电能供本建筑及周围用电负载使用。还可通过建筑物输电线路离网发电，向电网提供电能。太阳能光伏方阵与建筑的结合由于不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而备受关注。 二、项目地参数 图片来自Google地球 1、项目地点：江苏省泰州市XX区XX镇； 2、经度：120°12’ ，纬度：32°23’； 3、平均海拔高度：7m；
3.5逆变器的安装、调试 本项目逆变器的安装、调试严格按施工规范进行 3.5.1施工准备 （1）材料要求： 箱体应有足够的机械强度，周边平整无损伤，油漆无二层板厚度不应小于1.5mm；箱内各种器具应安装牢固，导线排列整齐、压接牢固；有产品合格证明书（证）。 （2）配电箱、盘安装所用配件均采用镀锌材料。 （3）绝缘导线：导线的型号规格必须符合设计要求，并有产品合格证明书（证）。 （4）其它材料：电器仪表、熔丝、端子板、绝缘子、铝套管、卡片框，软塑料管、塑料带、黑胶布、防锈漆、灰漆、焊锡、焊剂。应符合设计要求。 3.5.2主要机具 度量工具：石笔、钢卷尺、水平尺等。 手锤、钢锯、锯条、扁锉、圆锉、剥线钳、尖嘴钳、液压钳、活动板手、锡锅、喷灯、锡条等。 手电钻、钻头、发电机、兆欧表、万用表、平口改锥和梅花改锥、梯子、高凳、开孔器等。 3.5.3施工作业条件 （1）方阵支架已安装完成 （2）方阵组件已安装完成。 3.5.4组串式逆变器施工安装操作 （1）箱体定位螺栓固定盘面组装 （2）逆变器应安装在安全、干燥、易操作的位置。 （3）明装逆变器配电盘当砖墙时应采用金属膨胀螺栓固定，当为彩板房时应采用加长螺栓穿墙固定。 （4）逆变器作好明显可靠的接地；导线引出面板时，面板线孔应光滑无毛刺；金属面板应装设绝缘保护套。 （5）逆变器外壳应有明显可靠的PE保护地线（PE为黄绿相间的双色线）；
但PE保护地线不允许利用箱体或盒体串连。 （6）逆变器配线排列整齐，并绑扎成束；在活动部位应固定；盘面引出及引进的导线应留有适当余度，以便于检修。 （7）导线剥削处不应伤线芯或线芯过长；导线压头应牢固可靠；多股导线不应盘圈压接，应加装接线端子，必须采用穿孔顶丝压接时，多股导线应压接后再搪锡，不得减少导线股数。 （8）逆变器的盘面上安装的各种刀闸及自动开关等，当处于断路状态时，刀片可动部分不应带电（特殊情况除外）。 （9）垂直装设的刀闸及熔断器等电器上端接电源，下端接负荷；横装者左侧（面对盘面）接电源，右侧接负荷。 （10）逆变器上如有电源指示灯，其电源应接至总开关的外侧，并应安装单独熔断器（电源侧）盘面闸具位置应与支路相对应，其下面应装设卡片框，标明路别及容量。 （11）当PE线所用材料与相线相同时选择导线截面不应小于下表中的规定：导线最小截面： （12）用此表若得出非标准截面时，应选用与之最接近的标准截面导体；但不得小于：裸铜线4mm2裸铝线6mm2绝缘铜线1.5mm2绝缘铝线2.5mm2。 （13）PE保护地线若不是供电电缆或电缆外护层的组成部分时，按机械强度要求，截面不应小于下列数值： 有机械保护时为2.5mm2；无机械保护时为4mm2； 3.5.5绝缘摇测 逆变器全部安装完毕后，用500V兆欧表对线路进行绝缘摇测。两人进行摇测，同时做好记录，作为技术资料存档。
深圳市晶福源电子技术有限公司 并网逆变器电性能测试规范 （此文档只适用于金太阳标准） 拟制：彭庆飞/丁川日期：2012.11.19 审核：石绍辉日期：2012.12.01 复审：石绍辉日期：2012.12.07 批准：石绍辉日期：2012.12.07 文件编号：20111219 生效日期：2013.1.1版本号：VA.1
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目录 1目的 (6) 2适用范围 (6) 3定义 (6) 4引用/参考标准 (6) 5测试基本原则及判定准则 (6) 5.1测试基本原则 (6) 5.2 测试问题分类的基本原则和标准 (6) 5.4 质量判定准则 (6) 6测试仪器、测试工具、测试环境 (7) 6.1 测试仪器 (7) 6.2 测试工具 (7) 6.3 测试环境 (7) 7测试项目、测试说明、测试方法、判定标准 (7) 7.1基本性能测试 (7) 7.1.1 直流输入电压范围和过欠压测试 (7) 7.1.2 电网电压响应测试 (8) 7.1.3 电网频率响应测试 (9) 7.1.4 并网电流直流分量 (10) 7.1.5 并网电压的不平衡度测试 (10) 7.1.6 功率因数测试 (10) 7.1.7 效率测试 (11) 7.1.8 最大功率点跟踪（MPPT）测试 (11) 7.1.9 并网电流谐波测试 (13) 7.1.10 噪声测试 (13) 7.1.11 检测和显示精度测试 (14) 7.1.12 母线软启动及浪涌电流测试 (15) 7.1.13 自动开关机测试 (15) 7.1.14 逆变软启动测试 (16) 7.1.16 PV输入限流测试 (16) 7.1.18 输出隔离变压测试 (16) 7.1.19 恢复并网保护测试 (17) 7.1.20 输出过流保护测试 (17) 7.1.21 防反放电保护测试 (18) 7.1.22 极性反接保护测试 (18) 7.1.23 输入过载保护测试 (19) 7.1.24 孤岛保护测试 (19) 7.1.25 逆向功率保护测试 (21) 7.1.26 EPO紧急关机测试 (22) 7.1.29 EPO关机驱动电压测试 (22) 7.1.30 电容放电时间测试 (23) 7.1.31 死区时间测试 (23) 7.1.33 母线电容纹波电流测试 (23) 7.1.34 逆变滤波电容纹波电流测试 (24) 7.1.35 逆变电感纹波电流测试 (24) 7.2 故障模拟测试 (24) 7.2.1 母线软启动失败测试 (24) 7.2.3 输出变压器和电抗器过温模拟测试 (25) 7.2.5 逆变晶闸管/接触器开路故障模拟测试 (25) 7.2.7 风扇故障模拟测试 (26) 7.2.8 输出相序接反保护测试 (26)
光伏离网逆变器并机典型设计GrOWan古湍巨特 TOP3 全球单相逆变器 IlIIl 在一些无电地区，安装光伏离网储能系统，比采用油机发电，更经济和环保。相对于 并网系统，离网系统较为复杂，需考虑用户的负载、用电量、当地的天气情况，特别 是负载情况多样化，有像水泵类的感性负载、也有像电炉类的阻性负载，有单相，也 有三相。对于大于IOkW 的光伏离网系统，可以采用单机或者多机并联的方式，但各 有其优缺点。 本文主要介绍采用多台离网逆变器搭建的中大功率光伏离网系统设计方法。 古瑞瓦特离网控制逆变一体SPF5000TL HVM 机型，最多支持6台并机，可以搭建 30kW以内的光伏离网系统。既可组成30kW的单相系统，还可组成30kW的三相系统。考虑到三相负载不一定均衡，6台逆变器组成三相系统时，还有多种配置方法，如222、321、411等，可以应对不同场景的用户需要。下表是一个用户的实际负载
情况和用电情况。 这个系统较特殊，有单相负载与三相负载两种，且三相不平衡。我们根据负载的分布， 先进行逆变器选型设计，系统总负载功率是24kW ,用户表示，不会所有的负载都同 时运行，最大功率在20kW 左右，因此设计采用6台5kW 单相离网逆变器，A相用 3台共15kW，B相用2台共IOkW，C相用1台共5kW，构成一个30kW 三相不平衡的离网系统。单相逆变器输出有两根线：相线和零线，6台逆变器的零线全接在 一起，3台逆变器的相线接在A相，2台逆变器的相线接在B相，1台逆变器的相线 接在C相。 多台逆变器并联，每台机还需连接通信线，A相的3台机均流线接在一起，B相的2 台机均流线接在一起，连接完线，再接上蓄电池，关闭输出断路器，在面板上设置逆 变器的相位，SPF5000进入设置第23项，A相的3台机设为3P1，B相的2台机设为3P2，C相的1台机设为3P3 ,设置完成，便可运行。
光伏发电系统逆变器结构特点 提出问题: 1.光伏发电系统并网时的主要部件是什么? 2.光伏逆变器如何分类？其电路如何构成? 3.IGBT是什么，有什么特点，主要参数? 4.电力MOSFET是什么，主要参数和特性？ 5.逆变器的常用电路有哪些，各自的接线和特点是什么？ 6.常用逆变器的形式有哪些，各自特点是什么，主要生产厂家? 1?光伏发电系统并网时的主要部件是什么？ 光伏发电系统并网时的主要部件是逆变器。 无论是太阳能电池、风力发电还是新能源汽车，其系统应用都需要把直流电转换为交流电，承担这一任务的部件为逆变器。 逆变器乂称电源调整器、功率调节器，是光伏系统必不可少的一部分。通常，物理上把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。逆变器的名称由此而來。光伏逆变器最主要的功能是把太阳能电池板所发的直流电转化成家电使用的交流电。 逆变器是光伏系统的心脏，太阳能电池板所发的电全部都要通过逆变器的处理才能对外输出，逆变器对于整套系统的运行起着重要的作用，逆变器的核心器件是IGBT（绝缘栅双极型晶体管），也是价格最高的部件之一。
2.光伏逆变器如何分类？其电路如何构成? 光伏逆变器的分类如下图： 逆变器的分类 输出波形运行方式输出交流电相数功率流动方向方波逆变器阶梯波 逆变器正弦波逆变 器 离网逆变器并网逆 变器 单相逆变器三相 逆变器 单向逆变器双向逆 变器 功率较小(<4kW)的光伏发电系统一般采用正弦波逆变器。逆变器的显示功能主要包括：直流输入电斥?和电流的测量值，交流输出电床和电流的测最值，逆变器的工作状态(运行、故障、停机等)。 光伏逆变器的电路构成如下图所示： 控制电路： 逆变器的控制电路主要是为主逆变电路提供一系列的控制脉冲來控制逆变开关器件的导通与关断，配合主逆变电路完成逆变功能。 辅助电路: 辅助电路主要是将输入电压变换成适合控制电路工作的直流电压。辅助电路还包含多 并网逆变器 Sd Conriectca Convener s?. AC Elecincrty Q 电网s > 本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题目：基于DSP的光伏并网逆变器 硬件电路的设计 学生姓名： 学号： 专业：电气工程及其自动化 班级： 指导教师： 基于DSP的光伏并网逆变器硬件电路的设计 摘要 由于近年来不可再生能源的不断消耗，能源危机日益凸显，各国都在加紧开发新能源。太阳能发电作为一种全新的电能生产方式，具有清洁无污染、来源永不衰竭且维护措施简单等特点，因而受到越来越广泛的关注。本文针对太阳能应用的一个重要研究领域——光伏发电系统，尤其是小功率光伏并网发电系统，设计实现了基于DSP控制的单相光伏并网逆变器的硬件电路。 论文首先介绍了太阳能光伏并网的国内外发展现状，阐述了利用DSP控制光伏并网系统的基本原理。然后提出了以逆变器DC/AC变换技术为核心的单相光伏并网逆变器的硬件电路设计方案，并在Matlab软件上进行了仿真测试。最后对后续研究工作进行了展望，为进一步制作电路板及其调试提供了参考。 关键词：光伏并网；逆变器；数字信号处理器；Matlab仿真 PV Grid-Connected Inverter Hardware Circuit Design Based on DSP Abstract In recent years, with the continuous consumption of non-renewable energy, the energy crisis has become increasingly prominent, countries are stepping up the pace to develop new energy. Solar power, as a new energy production methods, owns many features, such as, clean, non-polluting, never failure of source and simple maintenance measures, and thus draws more and more attention. In this paper, as for an important research field of solar energy applications-photovoltaic systems, especially low-power photovoltaic power generation system, the hardware circuit of the DSP-based control of single phase photovoltaic grid-connected inverter is designed and implemented. The paper firstly described the development of solar photovoltaic grid in the world, and explained the basic principles of DSP controlled photovoltaic grid system. Then objective of the single-phase PV grid inverter with the core of DC / AC conversion technology inverter hardware circuit is designed and its simulation tests on the Matlab software is proceeded. Finally, the prospect of follow-up study provides a reference for the further production of circuit boards and their debugging. Key words: grid-connected photovoltaic; inverter; DSP; Matlab simulation 20MV太阳能发电项目光伏场区 一、工程概况 1、工程概况 华润安达1号太阳能发电项目位于安达市西南部约18km处，项目所在地北侧为规划高速公路，东侧与中和砖厂相邻，项目所在地区平坦开阔，地势较低，无不良地质现象，场地布置条件较好。场地为盐碱地。施工时将场地挖填平整、并填土至沟塘形成相对平坦地貌以利于工艺布置及场地排水，即可形成良好的施工场地，场地布置条件较好。 本期光伏厂区内占地面积为633790叭共安装18组1MW太阳能子阵，总容量为 20.16MWp施工道路与永久道路可结合。通过平整场地，用砂石铺垫，作为施工道路使用。待施工结束后，完善道路二侧边沟系统、路面养护后可作为永久道路使用。 安达市位于黑龙江省西南部，地处大庆市与肇东市之间。属中温带大陆性季风气候，冬季 （11月至次年3月）被强大的蒙古高压控制，在其影响下多偏北风，天气干燥严寒；夏季 （6月至8月）受副热带海洋气团的影响，降水集中，光照充足气候温热、湿润。春季（4月至5月）多偏南大风，降水较少，易发生春旱；秋季（9月至10月）天高气爽，降温较快，常有早霜危害。气候基本特点是：冬长雪少，天气寒冷；夏短湿热，降水集中；春季风大，气候干燥；秋凉气爽，时有早霜。全年降水较少，平均气温在3C左右。年平均无霜期较短，在170d左右。 2、太阳能资源 黑龙江省年太阳总辐射量为4400?5400MJ/ m2 （相当于1222?1500kWh/ m2。太阳直接辐射年总量为2526?3162 MJ/ m2直接辐射在总辐射中所占比例较大，在0.57?0.63 之间，年日照时数在2242?2842小时。 华润安达光伏发电项目所在地年均太阳辐射量1357.70kWh/m2年均日照时数2681.97h， 日照时间较长，利用太阳能资源的条件较好。场址地区水平面日平均辐照度为 3.72 kWh/m2d项目场址在我国属于太阳能“资源丰富”地区，具备一定开发价值。从太阳能 资源利用角度说，此地区适合建设太阳能光伏发电站。 3、气象条件 安达市位于黑龙江省西南部、松嫩平原中部，东经124°3'至125°5'，北纬46°1 '至47°1'，地势东部略高，西部略低，平坦开阔，平坦地面下沉积着新老地层，储藏着丰富的水、石油和天然气等资源。安达市地处中纬度寒温带大陆性季风气候，年平均气温为 4.2 C,最热月（7月）平均气温为32.1度，最冷月份（1月）平均气温为-18.7度，历年 （敬请用户使用前应详细阅读此使用说明）深圳市普顿电力设备有限公司 使 用 说 明 书 请严格依照以下说明使用或安装： 1、安装逆变电源时要专业人员操作或当地经销商协助完成。 2、确认输入直流电压范围是否符合要求即+15% ，电源极性是否正确。 3、确认负载设备电压等级，功率应不大于逆变电源额定输出功率。 4、勿将液体流入逆变电源内部，或用湿布擦机器外壳。机器运行时人体不能直接接触逆变电源输入输出端子，尤其是湿手，否则造成触电伤害。 5、正常运行的逆变电源如需变动其工作环境，不可自行改变其连线，应由专业人员或经销商确认操作。 6、逆变电源运行环境应在通风良好、温度范围-20至45度环境使用，应远离明火源以及日光直射的位置。不能在结露，灰尘环境下运行。在使用过程中有一定的发热量属正常现象、但要保持安装环境的通风散热、干净清洁，特别不能阻塞通风孔。 7、未成年人不得使用本产品。 8、确认逆变电源地线可靠连接，火线和零线不能接反，线径应符合安全使用条件，连接线尽可能缩短。 9、请不要自行打开逆变电源机箱，否则我方将不承担保修事宜。 10、请保存好本说明书，作为日后参阅。 注意: A、未经许可本产品不可以用于维持生命的设备。 B、本逆变电源不适宜用于超高精密电子设备，需先经专业技术人员确认方可投入运行。 C、如果用于计算机负载，计算机的内置电源应选用品牌电源。 警告！ 严禁蓄电池反接，严禁火线和零线接反。 严禁在有易燃性、易爆性气体的环境下使用，谨防火花！ 连接顺序，务必是先接蓄电池，后接电池板；严禁颠倒顺序。 一、普顿PD系列太阳能逆变电源介绍 本系列逆变电源结合目前逆变电源的优点和缺点进行升级优化、全面改进，并且采用最新的工频逆变电路方案而设计，具备高转换效率、高稳定性、超低损耗、超强带载能力、超强抗干扰能力的特性；可为商业、工业、民用、军用、电信设备等提供可靠的正弦波交流电源。适用于直流电压为DC12V，DC24V，DC48V，DC72V的光伏离网发电场合，主要用于空调、电视、收银机、冰箱、洗衣机、电脑、电动工具、照明、工业设备、电信设备等各类负载。 太阳能逆变器(带市电充电) 二、普顿产品功能介绍 1:普顿产品原理图 2:产品原理说明(交流主供/直流主供,可以在面板自行选择) A、交流主供（市电优先模式） 步骤1：当有市电时，市电旁路直接输出，并且同时为蓄电池充电； 步骤2：当市电突然停电或异常，在5ms内系统自动切换至逆变供电，确保负载持续工作； 步骤3：当市电恢复后，系统自动切换至市电供电，同时为蓄电池充电； 说明：光伏板在发电情况下,就给电池充电，直至电池充满； B、直流主供（逆变优先模式）（以12V电池模式举例如下,其他电压等级对应翻倍） 主用于光伏给电池充电，市电为互补充电，市电当备用电源。 步骤1：当有市电OK时，只要电池电压高于11V，逆变电源将逆变输出； （此功能主要实现光伏发电优先） 步骤2：当电池放电至11V，逆变电源将自动切换至市电旁路输出，同时市电给电池辅助充电； （电池欠压了说明光伏发电量不够使用，此功能主要实现市电互补充电、保证用电设备持续使用和延长电池使用寿命，不要市电充电，可以在面板取消）。 步骤3：当光伏板或市电通过逆变电源给电池充电至13.5V（或转恒压模式，或转浮充模式）时，逆变电源将自动切换至逆变模式输出（此功能主要实现光伏发电优先）。 步骤4：当市电故障、光伏发电又不够时，并且电池电压低于10V，逆变器将关闭输出。 离网光伏发电系统容量设计 一．任务目标 1.掌握容量设计的步骤和思路。 2.掌握光伏发电系统的容量设计方法。 3.了解光伏发电系统容量设计考虑的相关因素。 二．任务描述 光伏发电系统容量设计主要涉及蓄电池容量、蓄电池串并联数、光伏发电系统的发电量、光伏组件串并联数的计算。本实验报告主要以两种常见的计算方法为主。计算过程中需要注意不同容量单位之间的换算。 三．任务实施 1.容量设计的步骤及思路： 光伏发电系统容量设计的主要目的是计算出系统在全年能够可靠工作所需的太阳能电池组件和蓄电池的数量。主要步骤: 2.蓄电池容量和蓄电池组的设计： （1）基本计算方法及步骤 ①将负载需要的用电量乘以根据实际情况确定的连续阴雨天数得到初步的蓄电池容量。阴雨天数的选择可参照如下：一般负载，如太阳能路灯等，可根据经验或需要在3-7选取，重要的负载。如通信、导航、医院救治等，在7-15选取。 ②蓄电池容量除以蓄电池的允许最大放电深度。一般情况下，浅循环型蓄电池选用50%的放电深度，深循环型蓄电池选用75%的放电深度。 ③综合①②得电池容量的基本公式为 最大放电深度连续阴雨天数 负载日平均用电量蓄电池容量?= 式中，电量的单位是h A ?，如果电量的单位是h W ?，先将h W ?折算为h A ?，折算关系如下： 系统工作电压 ）负载日平均用电量（负载平均用电量h W ?= （2）相关因素的考虑 上 ①放电率对蓄电池容量的影响。 蓄电池的容量随着放电率的改变而改变，这样会对容量设计产生影响。计算光伏发电系统的实际平均放电率。 最大放电深度 连续阴雨天数负载工作时间）平均放电率（?=h 负载工作功率负载工作时间负载工作功率负载工作时间∑ ∑?= ②温度对蓄电池容量的影响。 蓄电池的实际容量会随着温度的变化而变化，当温度下降时，蓄电池的实际容量下降；温度升高时，蓄电池的实际容量略有升高。蓄电池的实际容量与温度的关系如图4-3所示曲线所示。 ? T üV , T U E V a n d T U V a r e r e g i s t e r e d b r a n d m a r k s . A n y u s e a n d a p p l i c a t i o n r e q u i r e s p r i o r a p p r o v a l . P 1S B 046z h e n G C 12081.0 光伏逆变器测试实验室PV inverter testing lab 光伏逆变器一站式认证服务 One-stop PV Inverter Certification Service PRODUCTS ? ELECTRICAL TUVdotCOM，展示企业与产品的竞争优势TUVdotCOM.The visible difference. 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It is the first CBTL certified testing laboratory for PV inverters in China, and is recognised by CNAS, CGC, TAF, OSHA, SCC, DAkkS, etc. 光伏逆变器概述 工作原理及特点 工作原理： 逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。 特点： （1）要求具有较高的效率。 由于目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度的利用太阳能电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。 （2）要求具有较高的可靠性。 目前光伏电站系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如：输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。 （3）要求输入电压有较宽的适应范围。 由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压可能在10V~16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。 光伏逆变器分类 有关逆变器分类的方法很多，例如：根据逆变器输出交流电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器；根据逆变器使用的半导体器件类型不同，又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等。根据逆变器线路原理的不同，还可分为自激振荡型逆变器、阶梯波叠加型逆变器和脉宽调制型逆变器等。根据应用在并网系统还是离网系统中又可以分为并网逆变器和离网逆变器。为了便于光电用户选用逆变器，这里仅以逆变器适用场合的不同进行分类。 1、集中型逆变器 集中逆变技术是若干个并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相的IGB T功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流，一般用于大型光伏发电站(>10kW)的系统中。最大特点是系统的功率高，成本低，但由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配(特别是光伏组串因多云、树荫、污渍等原因被部分遮挡时)，采用集中逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电户能的下降。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高效率。 2、组串型逆变器 组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串(1-5kw)通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网，已成为现在国际市场上最流行的逆变器。 许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本，也增加了系统的可靠性。同时，在组串间引人"主-从"的概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。 最新的概念为几个逆变器相互组成一个"团队"来代替"主-从"的概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。 3、微型逆变器 在传统的PV系统中，每一路组串型逆变器的直流输入端，会由10块左右光伏电池板串联接入。当10块串联的电池板中，若有一块不能良好工作，则这一串都会受到影响。若逆变器多路输入使用同一个MPPT，那么各路输入也都会受到影响，大幅降低发电效率。在实际应用中，云彩，树木，烟囱，动物，灰尘，冰雪等各种遮挡因素都会引起上述因素，情况非常普遍。而在微型逆变器的PV系统中，每一块电池板分别接入一台微型逆变器，当电池板中有一块不能良好工作，则只有这一块都会受到影响。其他光伏板都将在最佳工作状态运行，使得系统总体效率更高，发电量更大。在实际应用中，若组串型逆变器出现故障，则会引起几千瓦的电池板不能发挥作用，而微型逆变器故障造成的影响相当之小。 4、功率优化器 太阳能发电系统加装功率优化器(Optimizer)可大幅提升转换效率，并将逆变器(Inverter)功能化繁为简降低成本。为实现智慧型太阳能发电系统，装置功率优化器可确实让每一个太阳能电池发挥最佳效能，并随时监控电池耗损状态。功率优化器是介于发电系统与逆变器之间的装置，主要任务是替代逆变器原本的最佳功率点追踪功能。功率优化器藉由将线路简化以及单一太阳能电池即对应一个功率优化器等方式，以类比式进行极为快速的最佳功率基于DSP光伏并网逆变器的硬件电路设计
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