獨立式光伏逆變電源設計方案

隨著能源和環(huán)保問題的一再突出，給光能發(fā)電事業(yè)帶來了很好的發(fā)展機遇。當前光伏發(fā)電不斷向低成本、高效率和高功率化方向發(fā)展。

本文針對題目要求研制一臺獨立式的光伏逆變電源，結構簡單、低成本、效率高、數(shù)字化控制，輸出電壓的質(zhì)量高，系統(tǒng)的動態(tài)響應速度快。本系統(tǒng)包括太陽能電池直流充電系統(tǒng)和逆變系統(tǒng)，反饋控制系統(tǒng)，以及保護系統(tǒng)。如圖1所示：

充電器控制部分的設計對我利用太陽能的效率是很關鍵的。本方案中的光電池是100w的，通過對針對太陽能電池輸出特性及鉛酸蓄電池充電特性的研究上，設計兩階段蓄電池充電過程：恒壓快速充電過程和恒壓浮充階段，同時實現(xiàn)對太陽能電池的最大功率輸出點的跟蹤，對蓄電池進行合理地充電保護。為了保護蓄 電池，在逆變電源工作過程中必須對蓄電池電壓進行監(jiān)控，設置蓄電池的過壓保護點和欠壓保護點。當蓄電池電壓一旦低于規(guī)定的最低電壓時就停止逆變器工作來保護蓄電池。充電控制電路將用英飛凌的8位單片機做控制器，實現(xiàn)智能充電功能。

逆變器的設計，將采用了“全橋逆變+高頻升壓+LC濾波”的設計策略，實現(xiàn)電路簡單、成本低、易于控制。

這個系統(tǒng)的重點應該是逆變器的控制和輸出反饋控制系統(tǒng)。所以我們的設計：

當太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)當負載變化時，特別是大功率負載的加入或退出，對電源的沖擊很大，所以為抑制這些變化造成的影響，必須采用一種合適的控制策略，使逆變電源維持穩(wěn)定的工作。本文將采用電壓電流雙閉環(huán)反饋控制穩(wěn)定輸出交流電壓。通過采樣濾波電感電流和濾波電容電壓，用外環(huán)電壓誤差的控制信號去控制電流，調(diào)節(jié)電流使輸出電壓跟蹤參考電壓值。外環(huán)回路是定值控制系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)回路是隨動控制系統(tǒng)，外環(huán)調(diào)節(jié)器可以按照負載的變化相應的調(diào)整內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器的給定值，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)仍然具有良好的品質(zhì)，電壓環(huán)與電流環(huán)配合使用達到調(diào)節(jié)輸出電壓和補償電流特性的目的，所以雙閉環(huán)控制系統(tǒng)對負載的變化具有較強的適應能力，可以使逆變電源的輸出性能得到較大的改善。