【设计大赛】500W微网逆变器系统设计

参赛类别：逆变/UPS电源类

[摘要]在20世纪的世界能源结构中，人类所利用的能源主要是石油、天然气和煤炭等一次性能源。随着经济的发展、人口的增加和社会生活水平的提高，能源消费量日益增长，世界上已经出现了能源危机。世界各国都在积极寻找一种可持续发展且无污染的新能源，其中太阳能作为一种高效无污染且可持续发展的新能源，尤其受到广泛的重视。太阳能光伏利用的主要形式为太阳能光伏并网系统，在此背景下，本文在太阳能光伏并网系统的硬件设计、控制算法研究、系统仿真等方面进行了深入探索。

本文在充分分析近年来光伏发电领域重要研究成果的基础上，设计了一套三相光伏发电并网系统，对系统的拓扑结构、控制电路给出了详细的设计要点。以DSP TMS320F2812为控制核心，实现了电路保护、数据采集、参数设置等功能，为各种光伏并网控制算法提供了灵活可靠的硬件平台。在软件方面介绍了SPWM的控制算法，在分析现有最大功率跟踪(MPPT)方法的基础上，对现有方法进行了改进，把模糊控制引入到最大功率跟踪中，并给出了模糊控制规则库另外分析了并网中存在的孤岛效应问题，并改进了现有解决方法。

[关键词] 太阳能；光伏并网；最大功率跟踪(MPPT)；DSP；孤岛效应

Abstract : In the 20th century,the world’s energy structure,the use of human energy is mainly oil,natural gas and coal,and other one-time energy.Along with the economic development,population growth and social improvement of living standards,energy consumption growth,the world’s energy crisis has already emerged,Countries all over the world to actively seek a sustainable development of new and clean energy.The highly efficient solar energy as a clean and sustainable development of new energy sources,particularly wide attention.And the use of photovoltaic solar energy will be the main form of solar photovoltaic systems and network hardware design,control algorithms,system simulation,carried out in-depth exploration.

   This paper studies in recent years in the full field of photovoltaic generating important research results on the basis of a three-phase design of photovoltaic power generation system and network,the topology of the system design,contol circuit design is given a detailed design features.DSPTM320F2812 for the control of the core to core to achieve the current protection,data acquisition,parameter setting,and other functions,and for various photovoltaic network control algorithm provides a flexible and reliable hardware platform.In the software control on the space vector PWM control algorithm,in the analysis of existing maximum power point tracking(MPPT) method is presented based on the use of fuzzy control of the maximum power point tracking,and gives the fuzzy control rules.And the other of the island in the net effect of the problem,and presents a solution.

Key words：Solar；Photo votage grid connected；MPPT;DSP；Islanding effect

1 绪论

随着人类社会的发展，能源的消耗量正在不断增加，世界上的化石能源总有一天将达到极限。同时，由于大量燃烧矿物能源，全球的生态环境日益恶化，对人类的生存和发展构成了很大的威胁。在这样的背景下，太阳能作为一种巨量的可再生能源，引起了人们的重视，各国政府正在逐步推动太阳能光伏发电产业的发展。而在我国，光伏系统的应用还刚刚起步，市场状况尚不明朗。相信作为当今发展最迅速的高新技术之一，太阳能光伏发电技术，特别是光伏并网发电技术将为今后的电力工业以及能源结构带来新的变化。

太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，与其他新能源相比是最理想的可再生能源。特别是近几十年来，随着科学技术的不断进步，太阳能及其相关产业成为世界发展最快的行业之一。因为它具有以下的特点:储量丰富；清洁性和经济性；分布范围广泛。

这些技术尤其在我国的北方和西部应用较广并且成效显著。以光伏电池技术为核心的光伏利用成为太阳能开发利用中最重要的应用领域，利用光伏发电，具有明显的优点:

(l)结构简单，体积小且轻。

(2)容易安装运输，建设周期短。

(3)维护简单，使用方便。

(4)清洁、安全、无噪声。

(5)可靠性高，寿命长，并且应用范围广。