首先说明:我是一名将近毕业的本科生,这是我的毕业设计,我还没有毕业呢,盗版必究!!!
在这个论坛中,我找到了很多逆变器制作资料的第一首资料,也结交了很多热心的网友,再次感谢电源网~~~~~
(要是哪个公司招人,瞧得起我这样的,我一点也不介意,,QQ:41096071)
【讨论】国内太阳能并网逆变器的应用价值... 这个帖子中,提到了市场上的并网逆变器并不能在市电停电后离网使用的问题,我觉得可以做离网逆变器,电池充足的的时候用电池,电池电量不足的时候,用市电供电,在市电与光伏网切换过程中,做一点文章,准同步之后,在过零点切换,这可以用电器不受切换过程的影响。我认为在一定程度上可以解决上述问题,就把的这个系统设计作为一个ups对待吧,
我在这里提供了一套解决方案和具体实现,献丑了,不合理的地方,还望各位提出宝贵的意见。
先给大家展示下实物
(第一次使用单反,还不会用,嘿嘿,所以这效果.....先凑合着,下次再换图片)
首先谈谈核心--市网跟踪,
整个系统呢,有太阳能充电控制器,逆变器,还有一个手持监控终端,这里,只做了逆变器,其他的有时间在做吧
逆变器方案呢,参照了老寿,lizlk的方案,lizlk的板子就在上面,我只用了DC-DC的控制电路,觉得自己坐起来挺麻烦的,于是就忍痛买了这个驱动板,
DC-DC级我用的是RU190N08,就觉得这管子牛,6A电流上去热都不热,我这散热片是白安转了,变压器用的是EC53的磁性,单个功率是500W,DC-AC我用的MOSFET FQL40N50,这个管子就不耐烧了,动不动就蹦一个,20元钱就飞了,后面的滤波电感1.5mH铁硅铝电感(这次我记住了,是铁硅铝磁性,因为开始上过当,用普通的磁芯,空载电流很大,对于初学者来说,空载电流大的问题,一致很头疼,之前看别人的资料时,没有注意到这点,导致犯下了一个错误)。这些逆变器的资料,这个论坛里很多,就不多讲了,(高手太多了,没我的容膝之地啊)
spwm产生,起初是采用的lizlk的板子TDS2285,开始只是做逆变实验,以前从来没做过逆变实验,后来,这个芯片满足不了我的要求了,就用单片机产生spwm,那时候手里有块dsp28035的评估板(ti免费送的),干脆就用起了DSP28作为了处理器,个人觉得28系列dsp用着还不错,用来做这个东西,有点大财小用了,我只是拿来做做实验~~~不考虑成本
市网电压相位跟踪(终于进入正题了)
先讲原理
一,市网电压相位跟踪(终于进入正题了)
先讲原理
我的跟踪发方法是通过采集两电网电压频率和相位差,先实现频率同步,在实现相位同步,即可完成市网跟踪
1.获取电压的相位和频率。看过很多通过AD采集正弦波波形来计算出频率和相位差,我觉得这种方法相当耗CPU,所以放弃了使用这种方法,我采用的较为简单的 通过波形整形,使用外部中断的方式来获取电压波形的频率和相位差,简单可靠
2.调整光伏网的频率和相位。我是用单片机产生SPWM来驱动逆变桥实现逆变的,因此调频调相相对容易。调频,我的SPWM程序是采用恒载波比方式,因此,我采用的是调整载波的频率来实现频率的改变,效果较好,但是附加了光伏输出电压有稍微的便宜。调相,只需要改变SPWM的正弦波的指针即可,比较容易实现,但要注意的是,每次改变量不能太大。
3.市网和光伏网同步。如前所说,先频率同步,再相位同步,开始做的时候,忽略了频率同步,把光伏网的载波的频率锁定到50Hz,直接去跟踪相位,实验效果很差,光伏网发生了震荡,系统无法工作,跟别谈同步了,查到原因是市网频率在50Hz左右,把光伏网频率锁定到50Hz后,锁相环工作条件恶劣,电网频率偏离稍大一点,系统就会发生震荡。
同频:采集当前的市网的周期,然后根据这个周期调整下个周期的光伏电压的周期,我采用的是增量式PI算法调整光伏周期,我习惯采用增量式PI算法,简单好用,效果不错,没有静差,当周期差小到一定的程度时,即可认为同频完成。
同相:周期差小到一定的程度时,即可调用同相程序,检测相位差,调整下一个周期光伏相位,还是采用增量式PI算法调整相位
两次用到了增量式PI算法,在这里,用增量式PI算法有很多好处,最大的好处就是无静差,频率和相位都是慢慢发生变化的,不是突变,可以避免系统遭受冲击,提高系统的稳定性
整个系统跟踪的延迟是市网的一个周期(0.02 s),实验测得结果也相当好,能比较快速的实现市网的相位。
市网跟踪讲的差不多了,再来说说下太阳能充电控制器,其核心就是个最大功率点追踪,即MPPT算法。
二、太阳能电池输出电压收太阳能电池板温度影响加大,当功率负载较大,太阳光增强,会使太阳能电池板温度升高,从而使太阳能电池板输出电压反而有变小的趋势,因此,采用恒压的方式供给负载,会导致大量的电能损失,所以,MPPT算方就被提出了,我才用的是导纳增量法,也就是检测是dP/dU,在最大功率点时dP/dU=0,采用变步长的方法跟踪,达到了跟好的效果。这方面的资料网上有很多,感兴趣可以自己查下。
三、zigbee无线个域网的搭建
物联网这几年真是火啊,什么都与它挂钩,汗,
我用的是基于TI公司的CC2430的zigbee方案,CC2430内部出了通信模块外,还具有一个高性能的8051单片机,资源丰富,TI的zigbee协议栈是一个半开源,程序很多,很大,包括一个协调器和若干个节点,我只是修改了程序中有关绑定发送数据格式等相关的资料,zigbee协议栈的底层东西也只是简单了解了一下,只能说是入门了,所以还要向高手请教,
差不多就写完了,实际制作过程中遇到了N多困难,回想起来也就那样,希望这篇文章能够对读者有所帮助,本系统的电路图,程序,以及一些程序思路,还没来得及整理,实在太乱了,过一段时间我在发吧