独立并网双工模式光伏逆变系统的设计
独立并网光伏发电系统设计
独立并网光伏发电系统设计一、引言随着清洁能源的发展，光伏发电成为一种广泛应用的可再生能源，并逐渐成为独立发电和并网发电的主要选择。
本文将对独立、并网光伏发电系统的设计进行详细介绍，包括系统组成、设计原则、系统容量计算以及系统的运行和维护等方面。
二、系统组成独立、并网光伏发电系统主要由光伏电池组件、逆变器、电池、电池管理系统、电网接入设备等组成。
光伏电池组件将太阳能转化为直流电，逆变器将直流电转化为交流电供应给电网或用于独立发电；电池则用于储存多余的电能，以供夜间或负荷高峰时使用；电池管理系统用于对电池的充放电状态进行管理和监控；电网接入设备用于将系统的交流电接入电网。
三、设计原则1.可靠性：系统应能够长期稳定运行，并具备适应恶劣气候条件的能力；2.安全性：系统应考虑天气变化和突发事件对系统运行的影响，并采取相应的措施保证系统的安全；3.高效性：系统应能够最大限度地利用太阳能，提高能源的利用效率；4.经济性：系统应具备较低的建设和运维成本，并具备长期的经济回报能力；5.环保性：系统应具备较低的能源消耗和排放，对环境友好。
四、系统容量计算系统容量的计算主要考虑以下几个因素：1.电能需求：根据用户的用电需求确定系统的总容量，包括日间负荷和夜间供电需求；2.太阳能资源：根据所在地的太阳辐射资源情况，确定系统的太阳能利用率；3.备用电源：根据用户对电源可靠性的要求，确定是否需要备用电源，备用电源的容量根据负荷需求计算；4.备用电池：根据夜间供电需求和发电设备的容量，确定备用电池的容量。
五、系统运行和维护1.运行：光伏发电系统的运行需要根据实际情况定期检查和维护设备，保证系统的正常运行。
同时，要监测系统的发电情况和负荷需求，及时处理发生的故障和问题；2.维护：定期对电池进行充放电检测，避免电池过放或过充，延长电池的使用寿命。
同时，对光伏电池组件进行清洁和检查，避免灰尘和腐蚀物影响发电效率；3.故障处理：系统运行过程中，可能会发生故障和问题，需要及时进行排查和处理，以保证系统的安全和稳定运行。
《2024年基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》范文
《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着可再生能源的日益重要，光伏发电技术得到了广泛的应用和推广。
然而，光伏发电的稳定性和可靠性问题一直是制约其发展的关键因素。
为了解决这一问题，本文提出了一种基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现方案。
该方案通过精确预测光伏发电的输出功率，实现了并网逆变器的智能控制和优化，从而提高了光伏发电的稳定性和可靠性。
二、系统设计1. 整体架构设计本系统主要由光伏电池板、并网逆变器、预测模块和控制系统四部分组成。
其中，预测模块负责根据历史数据和实时气象信息预测光伏电池板的输出功率；并网逆变器负责将直流电转换为交流电并入电网；控制系统则负责根据预测结果对并网逆变器进行智能控制和优化。
2. 预测模块设计预测模块采用机器学习算法，根据历史数据和实时气象信息（如光照强度、温度等）对光伏电池板的输出功率进行预测。
机器学习算法通过对大量数据的训练和学习，逐渐提高预测精度，为并网逆变器的智能控制和优化提供支持。
3. 并网逆变器设计并网逆变器采用先进的电力电子技术，将光伏电池板产生的直流电转换为交流电并入电网。
同时，逆变器还具有智能控制和优化功能，根据预测模块的预测结果，自动调整工作状态，实现最大功率输出。
三、系统实现1. 硬件实现本系统的硬件部分主要包括光伏电池板、并网逆变器、传感器、控制器等。
其中，光伏电池板选用高效、耐用的产品；并网逆变器采用先进的电力电子技术，具有高效率、低损耗的特点；传感器负责采集实时气象信息和电网信息；控制器则负责整个系统的控制和优化。
2. 软件实现本系统的软件部分主要包括预测算法、控制算法和人机交互界面等。
预测算法采用机器学习算法，通过训练和学习提高预测精度；控制算法根据预测结果对并网逆变器进行智能控制和优化；人机交互界面则方便用户对系统进行操作和监控。
四、实验与结果分析为了验证本系统的性能和效果，我们进行了大量的实验。
实验结果表明，本系统具有以下优点：1. 高精度预测：预测模块采用机器学习算法，具有较高的预测精度，为并网逆变器的智能控制和优化提供了支持。
光伏并网逆变器硬件设计以及拓扑结构
光伏并网逆变器硬件设计以及拓扑结构首先，光伏并网逆变器的拓扑结构有很多种，常用的有串联逆变器、并联逆变器以及单相桥式逆变器等。
1.串联逆变器串联逆变器是将多个逆变单元串联在一起，通过分时工作的方式实现高电压输出。
它能够实现更高的输出功率和电压，适用于大容量的光伏发电系统。
2.并联逆变器并联逆变器是将多个逆变单元并联在一起，实现总输出功率的叠加。
它具有输出功率分散、可靠性高的特点，适用于小功率的光伏发电系统。
3.单相桥式逆变器单相桥式逆变器是采用单相桥式整流电路和逆变电路，能够实现交流输出。
它结构简单，适用于小功率的光伏发电系统。
选取逆变器的拓扑结构时，需要考虑光伏电池板的输出电压和功率以及电网的要求。
不同的拓扑结构有不同的特点和适用场景，设计者需要根据具体需求选择最合适的拓扑结构。
在硬件设计中，光伏并网逆变器的主要电路包括：整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等。
1.整流电路：用于将光伏板输出的直流电转换为交流电。
常见的整流电路包括单相全波桥式整流电路和三相全波桥式整流电路等。
2.滤波电路：用于去除转换过程中产生的谐波和噪声，保证逆变器输出的电流和电压的纯净度。
常见的滤波电路有LC滤波电路和LCL滤波电路等。
3.逆变电路：用于将直流电转换为交流电，并注入电网。
常见的逆变电路有全桥逆变电路和半桥逆变电路等。
4.控制电路：用于控制逆变器的输出电流和电压，以及保护逆变器的安全运行。
控制电路通常包括微控制器、驱动电路、保护电路等。
在硬件设计过程中，需要选取合适的元器件和电路参数。
如选择功率器件时需要考虑功率损耗、开关速度等因素；选择电容和电感时需要考虑峰值电流和谐振频率等因素。
同时，还需要设计合理的散热系统来保证逆变器的温度和性能稳定。
总而言之，光伏并网逆变器的硬件设计和拓扑结构是实现光伏发电系统有效注入电网的关键。
合理的硬件设计和拓扑结构能够提高逆变器的效率和可靠性，从而提高光伏发电系统的整体性能。
1kW光伏逆变系统的设计
1kW光伏逆变系统的设计陈晓【摘要】针对中小型光伏发电系统的特点，基于两级式变流器结构，前级采用隔离型全桥DC/DC升压电路，使用移相PWM软开关控制，后级采用全桥逆变电路，使用单极性倍频SPWM控制，研制了1kW的光伏逆变系统。
该系统具有独立/并网两种工作模式，可稳定输出标准正弦单相220V/50Hz交流电压。
%According to the characteristics of medium and small size photovoltaic system, a photovoltaic invert⁃er system (1kW) is developed in this paper. Two stages are consisted in this inverter. The former stage adopts iso⁃lation full bridge DC/DC boost converter, and controlled by the soft-switching and phase-shifted PWM technolo⁃gy. The latter stage adopts full bridge inverter, and controlled by the unipolar double frequency multiplication SP⁃WM. This system has stand-alone and grid-connected double operation modes, and standard single phase 220V/50Hz sine AC voltage can be exported steadily.【期刊名称】《安阳工学院学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P24-28)【关键词】光伏逆变器;移相软开关控制;单极性倍频SPWM调制;双工模式【作者】陈晓【作者单位】安阳工学院机械工程学院，河南安阳455000【正文语种】中文【中图分类】TK514在能源需求急剧增加而化石能源日益紧张的背景下，太阳能作为一种取之不尽的、无污染的可再生能源已成为当今最热门的能源开发应用的课题之一，它也必将是21世纪最重要的能源之一。
逆变器并网-独立双模式运行平滑切换控制策略研究
逆变器并网-独立双模式运行平滑切换控制策略研究逆变器并网/独立双模式运行平滑切换控制策略研究随着可再生能源的快速发展，光伏逆变器作为将直流电能转换为交流电能的关键设备，广泛应用于家庭、工业和商业领域。
逆变器的主要功能是将光伏发电系统产生的直流电能转换为交流电能，并进行并网或独立工作。
然而，在实际应用中，逆变器的并网和独立模式之间的切换往往存在一定的问题，例如切换过程中的电压波动、频率偏移和传输功率中断等。
因此，研究逆变器在并网和独立模式之间的平滑切换控制策略具有重要意义。
首先，逆变器的并网模式是指将逆变器输出的交流电能注入到电网中，使得光伏发电系统能够向电网提供电能。
在并网模式下，逆变器需要根据电网的电压和频率进行同步控制，并保持输出电压、频率和功率的稳定。
然而，在切换到并网模式时，由于电网的电压和频率与逆变器输出的电压和频率可能存在差异，因此需要设计合适的控制策略来实现平滑切换，以避免电压波动和频率偏移。
其次，逆变器的独立模式是指将逆变器输出的交流电能用于独立供电，不与电网相连接。
在独立模式下，逆变器需要根据负载需求来控制输出电压和频率，并保持稳定的功率输出。
然而，在切换到独立模式时，由于负载的变化可能导致电压和频率的波动，因此需要设计合适的控制策略来实现平滑切换，以避免功率中断和设备损坏。
为了实现逆变器在并网和独立模式之间的平滑切换，可以采用双模式运行的控制策略。
该策略通过监测电网的电压和频率以及负载的需求，实时调整逆变器的控制参数，以实现平滑切换。
具体而言，当逆变器检测到电网的电压和频率与逆变器输出的电压和频率差异较大时，可以通过逐步调整输出电压和频率的方式来实现平滑切换。
当逆变器检测到负载的需求发生变化时，可以通过动态调整输出电压和频率的方式来实现平滑切换。
总之，逆变器并网/独立双模式运行平滑切换控制策略的研究对于提高逆变器的性能和稳定性具有重要意义。
未来的研究可以进一步探索逆变器切换时的电压波动、频率偏移和功率中断等问题，并提出更加精确和可靠的控制策略，以满足不同应用场景的需求。
光伏发电并网逆变器设计及其控制实现
光伏发电并网逆变器设计及其控制实现光伏发电并网逆变器是一种将光伏电池组发出的直流电能转换为交流电能并与电网连接的装置。
它在光伏发电系统中起着重要的作用，能够将光伏电池组产生的直流电能转化为交流电能供电网使用，从而实现将太阳能转化为电能的目的。
本文将对光伏发电并网逆变器的设计原理及其控制实现进行详细介绍。
光伏发电并网逆变器的设计原理是将光伏电池组发出的直流电能经过逆变器的转换，变为符合电网要求的交流电能。
其主要功能包括功率调节、电网电压频率跟踪以及电网短路保护等。
在设计过程中，需要考虑逆变器的效率、可靠性以及控制精度等因素。
光伏发电并网逆变器的组成主要包括直流侧和交流侧两个部分。
直流侧主要由光伏电池组、直流输入滤波电路和直流侧逆变器构成。
交流侧主要由交流输出滤波电路、逆变桥和输出变压器构成。
在设计中，需要对每个部分进行设计和参数选择，以保证逆变器的正常运行。
光伏发电并网逆变器的控制实现主要包括两个方面：MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制和电网逆变控制。
MPPT控制是为了保证光伏电池组能够始终工作在最大功率点上，通过调整光伏电池组的工作电压和电流，以获得最大功率输出。
电网逆变控制是为了保证逆变器能够将直流电能转换为符合电网要求的交流电能，包括电压和频率的跟踪控制。
在MPPT控制方面，一般采用模拟控制和数字控制相结合的方式。
模拟控制主要通过比较光伏电池组输出电压和电流与最大功率点的关系，通过调整控制信号来实现。
数字控制是采用数字信号处理器（DSP）等处理器实现的，能够实时采集光伏电池组的输出电压和电流，并进行计算和调整。
在电网逆变控制方面，主要包括电网电压跟踪和频率控制两个方面。
电网电压跟踪是通过测量电网电压和逆变器输出电压的差值，并通过调整逆变器的控制信号来实现电网电压的稳定。
频率控制是通过测量电网频率和逆变器输出频率的差值，并通过调整逆变器的控制信号来实现电网频率的跟踪。
独立、并网光伏发电系统设计
二、并网式光伏发电系统设计
1.光伏逆变器选型
5. 最大输入电流与电池组电流匹配 电池组阵列的最大输出电流应小于逆变器最大输入电流。为 了减少组件到逆变器过程中的直流损耗，以及防止电流过大 对逆变器造成过热或电气损坏，逆变器最大输入电流值与电 池阵列的电流值的差值应尽量大一些。 电池组件短路电流×组件并联数＝电池阵列最大输出电流 6. 转换效率 并网逆变器的效率标示一般分最大效率和欧洲效率，通过加 权系数修正的欧洲效率更为科学。 逆变器在其它条件满足的情况下，转换效率应越高越好。
二、并网式光伏发电系统设计
*1. 并联数 = 总装机量 / （串联数 x 组件容量） *2. 组件容量 = 总装机量 / （串联数 x 并联数）
二、并网式光伏发电系统设计
极限最多串联数（耐压）： 正常工作最多串联组件数：N≤������������������������������������������������/ ������p������×[1+(������−25)×������������′]（最大工作电压） 启动必须的最少组件串接数： N ≥������������������������������������������������/ ������p������×[1+(������′−25)×������������'] （最小工作电压）式中： Kv—光伏组件的开路电压温度系数(-0.54%/℃) • Kv'——光伏组件的工作电压温度系数(-0.35％/℃)； • N——光伏组件的串联数（N取整）； • t——光伏组件工作条件下的极限低温（℃）； • t '——光伏组件工作条件下的极限高温（℃）； • Vdcmax——逆变器允许的最大直流输入电压（V）； • Vmppt max——逆变器MPPT电压最大值（V）； • Vmppt min ——逆变器MPPT电压最小值（V）； • Voc——光伏组件的开路电压（V）； • Vpm——光伏组件的工作电压（V）。
《2024年基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》范文
《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着全球能源结构的转变，可再生能源的利用越来越受到重视。
其中，光伏发电以其清洁、可再生的特点，成为了重要的能源来源。
然而，光伏发电的输出功率受到环境因素如光照、温度等的影响，具有很大的波动性。
因此，设计一种基于光伏发电预测的并网逆变器，以提高光伏发电系统的稳定性和效率，成为了研究的热点。
本文旨在介绍一种基于光伏发电预测的并网逆变器的设计与实现。
二、系统设计1. 整体架构设计本系统主要由光伏电池板、数据采集模块、预测模块、并网逆变器模块和控制系统组成。
其中，数据采集模块负责实时采集光伏电池板的输出功率和环境数据；预测模块基于采集的数据进行光伏发电功率预测；并网逆变器模块将直流电转换为交流电并入电网；控制系统则负责整个系统的协调和控制。
2. 预测模块设计预测模块是本系统的核心部分，它基于历史数据和实时环境数据，采用机器学习算法进行光伏发电功率预测。
具体而言，我们采用了长短期记忆网络（LSTM）模型，该模型能够捕捉时间序列数据中的长期依赖关系，适用于光伏发电功率预测。
三、硬件设计1. 数据采集模块数据采集模块采用传感器和微控制器实现。
传感器负责采集光伏电池板的输出功率和环境数据（如光照、温度等），微控制器则负责将传感器数据传输至预测模块。
2. 并网逆变器模块并网逆变器模块采用高性能的电力电子器件和控制芯片实现。
它能够将光伏电池板产生的直流电转换为交流电，并入电网。
同时，它还能够根据预测模块的预测结果，调整输出功率，以实现最大化的能源利用。
四、软件实现1. 预测算法实现预测算法采用Python语言实现，利用深度学习框架（如TensorFlow）构建LSTM模型。
模型训练采用历史数据和实时环境数据，通过不断优化模型参数，提高预测精度。
2. 控制系统实现控制系统采用嵌入式系统实现，通过与预测模块、并网逆变器模块的通信，实现整个系统的协调和控制。
具体而言，控制系统根据预测模块的预测结果，调整并网逆变器模块的输出功率，以实现最大化的能源利用。
光伏发电系统中逆变器方案的设计
光伏发电系统中逆变器方案的设计对于光伏发电系统来说，逆变器是一个至关重要的组成部分。
它负责将由太阳能光伏电池产生的直流电转换为交流电，以便供应给家庭、企业等电网使用。
因此，逆变器的设计方案必须经过谨慎的考虑和详细的规划。
本文将详细讨论光伏发电系统中逆变器方案的设计，并提供一步一步的回答。
第一步：确定系统需求在设计逆变器方案之前，首先需要确定系统的需求。
这包括所需的输出功率、电压和频率等。
根据需求，可以选择适合的逆变器类型，如独立式逆变器、并网式逆变器或混合式逆变器。
第二步：选择逆变器类型根据系统需求和实际情况，选择适合的逆变器类型。
独立式逆变器适用于没有电网供电的场所，它可以将直流电转换为交流电，供应给内部设备使用。
并网式逆变器适用于将太阳能发电系统与电网连接起来的场所，它可以将直流电转换为交流电，并将多余的电力注入到电网中。
混合式逆变器则是两者的结合，适用于同时具备独立供电和并网供电的场所。
第三步：确定逆变器容量逆变器容量是指逆变器可以承载的最大功率。
根据系统需求和实际情况，确定逆变器的容量。
一般来说，逆变器的容量应略大于系统的峰值功率需求，以确保逆变器可以稳定运行并承载额外的负载。
此外，逆变器的容量还应考虑光伏电池组的数量和输出功率。
第四步：选择逆变器拓扑结构逆变器拓扑结构是指逆变器内部电路的连接方式和电子元件的布局。
常见的逆变器拓扑结构有单相桥式逆变器、三相桥式逆变器和多级逆变器等。
选择逆变器拓扑结构时，需要考虑功率密度、效率、可靠性等因素。
第五步：设计逆变器控制策略逆变器的控制策略决定了其工作方式和性能。
常见的逆变器控制策略包括脉宽调制（P W M）控制、电流控制和电压控制等。
选择适合的控制策略时，需要考虑输出电压的稳定性、谐波失真等因素。
第六步：选择逆变器的电子元件逆变器的电子元件包括功率开关器件、驱动电路、滤波电路等。
选择适合的电子元件时，需要考虑功率损耗、效率、成本等因素。
第七步：优化散热设计逆变器在工作过程中会产生大量的热量，因此散热设计是非常关键的。
独立／并网双工模式光伏逆变系统的设计
Ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ Ｐ ｏｅｔＳ ｐ ｏｔ ｙ ａ ｏａ ｏ Ｓ ｎ ｅ ｎｔ ｔｎ Ｐｏ ｃ （ ｏ ［０ ９ ７ ８）； ｅ ｕ ｄ ｍ ｎａ ｏ ｎ ａｉ ｒｊｃ ：ｕ ｐｒ ｄ ｂ Ｎ ｔ ｎ Ｇ ｌ ｕ Ｄ ｍｏｓ ａ ｏ ｒｊ ｔ Ｎ ．２ ０ ］ １ ｏ ｅ ｉｌ ｄ ｒｉ ｅ ｔ Ｆ ｎ ａ ｅｔｌ ｈ
频 Ｓ ＷＭ。在主 电路 拓扑基 础上 ， 究 了各 部分 的控 制方法 ， 出逆变 时不 同工 作模 式下 的控制 框 图 ， 采用 Ｐ 研 给 并
前馈 控制 方法对 其进行 改进 。提 出了一种 基于芯 片 Ｕ Ｃ ０ ３的 电路 切换 方法来 实现 并网和独 立两 种工作 模式 Ｔ ４５
的转 换 。最后研 制 出一 个 １ Ｗ 的实验样 机来验 证方 案 的可 行性 。 ｋ 关键 词 ： 逆变 器 ；独 立模 式 ；并 网模式 中图分类号 ：Ｍ ６ Ｔ ４４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ０ １０ ２ １ ）１ ０ １ — ３ １０ — ０ Ｘ（０ ２ ０ — ０ ０ ０
第４ ６卷 第 １ 期
２１ ０ ２年 １月
电 力 电 子 技 术
Ｐ ｗｅ ｌ ｃｒ ｎ ｃ ｏ ｒＥ ｅ ｔｏ ｉ ｓ
Ｖｏ ．６，Ｎｏ １ １ ４ ．
Ｊｎ ａｙ２ ２ ａ ｕ ｒ ０１
独立／ 并网双工模式光伏逆变系统的设计
陈 晓 ，孙 以 泽 ，孟 嫜
（ 东华大 学 ，上海 ２ １２ ） ０ ６ ０
（ ｏｇ ｕ ｎｖｒ ｔ，Ｓ ａｇ ａ ２ １２ ，Ｃ ｉａ Ｄ ｎ ｈ ａＵ ｉ ｓｙ ｈ ｎｈｉ ０ ６ ０ ｈ ） ｅｉ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｓ ｇｅ ｅ ｓ ｏ ｏ ｋ ｎ ｄ ｎ ｐ ｏ ｏ ｏｔｉ ｎ ｅ ｅ ｙ ｔ ｍｓ ａ ｓ ｎ －ｌ ｎ ／ ｒｄ ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｓｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｉ ｌｎ ｓ ｆ ｗ ｒ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ｉ ｈ ｔ ｖ ｌ ｃ ｉ ｖ ｒ ｒ ｓ ｓｅ ， ｔ ｄ ａ ｏ ｅ ｇｉ — ｏ ｎ ｃｅ ｎ ａ ｔ ａ
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此处针对光伏逆变系统．提出一种独立，并网 双工模式逆变系统，分析了逆变器拓扑结构及控 制原理，采用前馈控制进行改进，提出一种用于切 换两种工作模式的方法，并研制一台实验样机验 证可行性。结果表明该方案研制的逆变系统工作 稳定，运行可靠，可分别工作于独立、并网两种模 式。且能自由切换。系统具有良好的应用前景。
Ｇ（ｓ）＝矗翳‰
Ｇ（ｓ）＝硒卷‰
Ｇ２（ｓ）＝１／（Ｌ２Ｃ筘２＋１）
由此可得岫对于ｉ。的影响为：
ｉｏ－百而Ｋ丽ｒ硼而ｇＴ，３碡（ｓ）万－１两两“酬
（１）
式中：Ｃ，（ｓ）为电网前馈补偿环来自传递函数。百而丽而Ｗ石丽“酬
（４） ”７
令Ｇ，（ｓ）＝１１Ｋｔ，咖，则有Ｌ＝ｏ。可见，通过电网电
压的前馈控制．可从理论上达到对电网电压扰动
逆变系统作为光伏发电核心，目前基本是独
立或并网工作运行。若将两者有效结合，则可进一
制灵活简单。图１示出主电路拓扑。
＿一
步拓展系统应用范围，简化结构，减少投资。此处 提出一种独立／并网双工模式逆变系统。该系统通 过隔离型全桥ＤＣ／ＤＣ变换器构建前级。采用高频 变压器减小系统体积Ⅲ，使用移相ＰＷＭ ＺＶＳ控制 方法降低开关损耗［２１：通过全桥ＤＣ／ＡＣ逆变器 构建后级。采用单极性倍频ＳＰＷＭ方法，加强消 除和抑制谐波，提高系统效率【３１。在此基础上，分 析了各部分的控制方式．对两种工作模式下的逆 变控制方法做出改进。最后提出一种新型的电路
ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ
ｅｏｎｔｍｎｅｄ ｂｙ ｐｈａｓｅ－ｓｈｉｆｔｅｄ ＰＷＭ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ
ｖｏｌｔａｇｅ
ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＺＶＳ）。Ｔｈｅ
ＳＰＷＭ．Ｂａｓｅｄ
ｓｈｏｗ
ｌａｔｔｅｒ ｓｔａｇｅ ａｄｏｐｔｓ ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ，
ｏｎ
ｃｏｎｔｒｏＨｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｕｎｉｐｏｌａｒ ｄｏｕｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｐａｒｔ．ｒ１１ｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｉａｇｒａｍｓ ｉｎ ｔｗｏ ｍｏｄｅｓ
的全补偿要求。
３．２．３
由主电路拓扑．可知滤波环节传递函数为： （２）
独立／并网模式切换 由上述分析可知，独立、并网两种工作模式分
将式（２）代入式（１），可得：
（３）
别有其各自的控制方法．而不同的控制方法又需
通过不同的电路来实现。所以。逆变系统工作模式
根据控制理论，对于一个闭环系统，低频段要 有足够增益。以提高系统的稳定性能；中频段要
图１所示拓扑，主要参数为：输入电压３５扔Ｖ，
输出电压２２０ Ｖ．输出电压频率５０也，直流母线
电压４００ Ｖ。输出功率ｌ ｋＷ，变压器初次级匝数比
参考文献
【１】舒杰，傅诚，陈德明，等．高频并网光伏逆变器的 主电路拓扑技术明．电力电子技术，２００８，４２（７）：７９—８２． 【２】唐建山，林国庆．脉宽调制ＤＣＩＤＣ全桥变换器软开关 技术的研究【Ｊ】．电工电气，２００９，４：３７—４０． 【３】江友华，翁天海，顾胜坚．倍频ＳＰＷＭ技术在级联型多 电平变频器中的应用【Ｊ】．变频技术应用，２００７：２３６－
电路驱动开关管。 在逆变器并网启动瞬间，若未能快速建立电 流环的有效跟踪．会造成电流跟踪相位差过大，可 能超过９００，则系统会倒灌电流，吸收电网电能。
作，完成输入过流保护。
３．２
ＤＣ／ＡＣ控制方法
由于逆变系统工作于独立和并网模式时，系
统状态相差甚远．故需有两种不同的控制方法。
３．２。１
若短时间内不能控制电流跟踪相差．则会造成系
选取合适的参数，便可使系统获得良好的性能。
控制方法
ＤＣｍＣ控制方法
前级隔离型全桥拓扑采用基于移相控制芯片
图３
（ａ）加入前
（ｂ）加入后
加入前馈校正前后ＤＣ／ＡＣ独立控制框图
ＵＣ３８７５的电压电流双环控制方法ｆ弱。如图２所示。
ＤＣ／ＤＣ全桥变换电路
３．２．２并网控制 由于电感电流不能突变，故逆变器并网运行
ｄＢ／ｄｅｃ
Ｈｚ的正弦交流输出。
该部分通过单极性倍频ＳＰＷＭ方式以较低的 开关频率实现２倍等效开关频率，以此降低开关 损耗，且有助于消除谐波，提高电能输出质量。当 并网开关打开时，系统独立运行，给负载供电；当 开关闭合时。系统并网运行，输出馈入电网。
３
３．１
穿越横轴的，不符合要求。此处采用前馈方式对系 统加以校正。图３ｂ示出校正后的控制框图。通过
中图分类号：ＴＭ４６４ 文献标识码：Ａ
文章编号：１０００－１００Ｘ（２０１２）０１－００１０－０３
Ｄｅｓｉｇｎ
ｏｎ
Ｓｔａｎｄ．ａｌｏｎｅ／Ｇｒｉｄ．ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ
ＣＨＥＮ Ｘｉａｏ。ＳＵＮ Ｙｉ．ｚｅ，ＭＥＮＧ Ｚｈｕｏ
（Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓ酊，Ｓｈａｎｇｈａ／２０１６２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｌｍｔｍｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
切换方法，用以实现工作模式的转换。
ＶＤｌ】
‘】
叵一
０Ｄ？
【２
糯：嚣赞
ＴＲ为高频变压器；ｃｂ为隔直电容江。，／．２，Ｃ。，ｃ２为滤波电感、电
容；ＳＰｌｙｒ为并网开关；岫为电网电压。
图１系统主电路拓扑
工作过程分为两步： （１）前级隔离型全桥ＤＣ／ＤＣ变换器将变化低 压直流输入提升至４００ Ｖ的稳定高压直流输出。
ｏｎ ａｒｅ
ｔｈｅ
ｍａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ．ｃｏｎｔｒｏｌ
ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ
ｔｏ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ
ａｎｄ
ｔｈｅ ｆｅｅｄ ｆｏｒ－ｗａｒｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ
ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅｍ．Ａ ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ
ｏｒ
ＵＴＣ４０５３ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｏｐｅｍｔｉｎｇ ｍｏｄｅ ｏｆ ｓｔａｎｄ—ａｌｏｎｅ
Ａ／５０ Ｈｚ
正弦电流，且电流相位稍微滞后于电网电压，因为 ＭＣＵ的数据处理耗费了～定时间。忽略这一点， 输出电流与电网电压基本同频同相。经实测，额定 功率输出时电流ＴＨＤ≤５％．满足要求。
ＭＯＤ＿ＳＥＬ为模式选择信号，由单片机控制， ＲＥＦ＿ＳＩＮ为参考正弦信号，由单片机给定， ＥＡ＿ＯＵＴ为误差信号，Ｉｏ＿ＳＥＮＳＥ为输出电流反馈 信号，Ｕｏ＿ＳＥＮＳＥ为输出电压反馈信号。Ｒ，一Ｒ／ｏ， ｃ４，ｃ５和运放Ｕ，构成逆变系统并网工作时的反馈
Ｈ调节。再经ＳＰＷＭ发生器产生相应的驱动信 号。送入主电路驱动开关管。由控制框图可得系统 传递函数为：
扰动作用点之前的前向通道中增加一个前馈控制
量进行抑制，这样便可有效改善系统的动态性能。
式中：Ｇ“ｓ），Ｇ２（ｓ）为ＰＩ调节器和滤波环节传递函数；绵嘣 为逆变器传递函数：／／（ｓ）为反馈环节传递函数。
ｔ／（５
ｍｓ／格１
（ａ Ｊ滤波前电压波形
控制电路，Ｒ。，嘏，，，ｃ７，ｃ８和运放Ｕ：构成逆变系统
独立工作时的反馈控制电路。 该部分电路工作原理为：①当ＭＯＤ＿ＳＥＬ＝１ 时，ＶＱｌ导通，Ａ＝Ｂ＝０，Ｃ＝０，则通道ａｘ，ｂｘ打开。 ＲＥＦ＿ＳＩＮ由ａ端输入，ａｘ端输出，与电压反馈信号 ＶＣ＿ＳＥＮＳＥ作比较。经图中所示运放电路调理后 的信号从ｂｘ端输入，ｂ端输出，该信号为
ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ
ｔｏ
ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅｎｅｓｓ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｍｏｄｅ ｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｓｔａｇｅ
ｚｅｒｏ
ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ，ａ ｓｔａｎｄ－ａｌｏｎｅ／ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ａｄｏｐｔｓ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｆｕｌｌ ｂｒｉｄｇｅ ＤＣ／ＤＣ Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．ａｎｄ
霎萋
：善
垂摹
ｉ墨
专；
专喜
图６实验波形
５
结
论
Ｅ虹０ｕＴ。此时为独立运行模式；②当ＭＯＤ＿ｓＥＬ－－０
时，ＶＱｌ关断，Ａ＝Ｂ＝Ｉ，Ｃ＝０，则通道ａｙ，ｂｙ打开。 ＲＥＦ＿ＳＩＮ由ａ端输入，ａｙ端输出，与电流反馈信号 ＩＬ＿ＳＥＮＳＥ作比较。经图中所示运放电路调理后的 信号从ｂｙ端输入，ｂ端输出，该信号为ＥＡ＿ＯＵＴ。 此时为并网运行模式。 ４设计实例与实验结果 此处设计了一个ｌ ｋＷ的光伏逆变系统。采用
第４６卷第１期
２０１２年１月
电力电子技术
Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖ０１．４６．Ｎｏ．１
Ｊａｎｕａｒｙ ２０１２
独立／并网双工模式光伏逆变系统的设计
陈
晓，孙以泽，孟婢
（东华大学，上海２０１６２０）
摘要：针对目前光伏逆变系统工作模式的单一性，提出一种独立，并网双工模式逆变系统。主电路采用隔离型全 桥ＤＣ／ＤＣ变换器构建前级，使用移相ＰＷＭ零电压转换（ＺＶＳ）控制；采用全桥逆变器构建后级，使用单极性倍 频ＳＰＷＭ。在主电路拓扑基础上，研究了各部分的控制方法，给出逆变时不同工作模式下的控制框图。并采用 前馈控制方法对其进行改进。提出了一种基于芯片ＵＴＣ４０５３的电路切换方法来实现并网和独立两种工作模式 的转换。最后研制出一个ｌ ｋＷ的实验样机来验证方案的可行性。 关键词：逆变器；独立模式：并网模式
Ｐｒｏｊｅｃｔ：Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ
ｂｙ
Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｇｏｌｄ
Ｓｕｎ
Ｐｒｏｊｅｃｔ（Ｎｏ．【２００９】７１８）；ｔｈｅ
Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｕｎｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｃｅｎｔｒａｌ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ（Ｎｏ．１ １Ｄ１０３０１） ２
１
引
言
系统主电路拓扑 此处采用两级式结构，能实现电气隔离，且控
约３５０ Ｖ，频率５０ Ｈｚ。图６ｂ为独立逆变模式下．