1. 系統(tǒng)功能說明
使用LPCS2000B開發(fā)的風(fēng)光太陽能光伏電站逆變電源系統(tǒng),主要功能是將太陽能電池發(fā)出的直流電逆變成三相交流電送入電網(wǎng).并解決并網(wǎng)逆變中的最大轉(zhuǎn)換效率、諧波干擾、保護(hù)等問題.
2. 系統(tǒng)功能框圖
3. 系統(tǒng)控制部分描述
控制部分完成的功能是控制功率部分產(chǎn)生與電網(wǎng)同相位的電壓,并跟蹤實(shí)際輸出功率,使電源的輸出功率與太陽能電池的最大輸出功率相等.
控制部分是LPCS2000B電源控制板,控制板的核心器件是Ti公司生產(chǎn)的工業(yè)DSP TMS320F2801.通過DSP多通道高速ADC采樣分別監(jiān)測電網(wǎng)電壓、太陽能電池端電壓、太陽能電池輸出電流、直流調(diào)壓輸出電壓.同時(shí),DSP產(chǎn)生用于調(diào)壓和換向的開關(guān)管動(dòng)作,產(chǎn)生正弦波輸出.
系統(tǒng)可通過本地控制面板控制,同時(shí)提供基于RS232接口的遠(yuǎn)程控制.
4. 系統(tǒng)功率部分描述
a) 太陽能電池方陣
由50Wp的多晶硅太陽能電池組件組成,由24塊組件串聯(lián),9塊子方陣并聯(lián).開路電壓DC510V,短路電流DC27A,最佳工作電壓DC408V,最佳工作電流DC25A.
b) 直流調(diào)壓電路
把太陽能電池產(chǎn)生的直流電壓調(diào)制為100Hz,220V(RMS)的饅頭波形.
c) 全橋換向電路
把100Hz的單極性饅頭波形換向成為50Hz雙極性交流波形.
d) 三相變壓器
通過三相變壓器,與輸電網(wǎng)絡(luò)耦合.
5. 提高太陽能利用效率的MPPT
最大功率點(diǎn)跟蹤控制(MPPT)策略實(shí)時(shí)監(jiān)測光伏陣列的輸出功率,采用干擾觀測控制算法預(yù)測當(dāng)前工況下陣列可能的最大功率輸出,通過改變當(dāng)前阻抗情況來滿足最大功率輸出的要求.
當(dāng)溫度和光照強(qiáng)度一定時(shí),太陽能電池端電壓與輸出功率的關(guān)系圖.
6. 系統(tǒng)保護(hù)描述
a) 并網(wǎng)保護(hù)
光伏并網(wǎng)系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的一部分需要接入保護(hù)裝置,一方面對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)保護(hù),防止孤島效應(yīng)等發(fā)生;另一方面需要安裝繼電保護(hù)裝置,防止線路事故或是功率失穩(wěn).
這些保護(hù)功能包括低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、低頻率保護(hù)、過頻率保護(hù)、過電流保護(hù)和孤島保護(hù).
b) 孤島問題
逆變器失去了并網(wǎng)賴以參考的電網(wǎng)系統(tǒng)電壓,這種情況稱之為孤島效應(yīng).孤島效應(yīng)的產(chǎn)生可能會(huì)使電網(wǎng)的重新連接變得復(fù)雜,且會(huì)對(duì)電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生危害.
本系統(tǒng)采用了被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種孤島檢測技術(shù),保證可靠地檢出孤島現(xiàn)象,確保設(shè)備安全.
7. 系統(tǒng)電磁兼容性干擾處理
a) 濾波
通過在控制器與光伏陣列的輸出導(dǎo)線處安裝差模濾波器,消除從光伏陣列以及光伏陣列與控制器之間導(dǎo)線引起的電磁干擾的影響.
通過在光伏陣列輸出的正負(fù)極并聯(lián)合適容值的電容,消除光伏陣列輸出電壓波動(dòng)帶來的干擾.
在有按鍵或繼電器操作的光伏發(fā)電系統(tǒng)中,在控制電路上加入濾波電容.
b) 避雷
一方面安裝避雷針,另一方面在光伏陣列輸出導(dǎo)線連接處安裝避雷器.
c) 接地
將系統(tǒng)的外殼和避雷器的接地端連接到大地上,保證系統(tǒng)和人身安全.
信號(hào)接地采用單點(diǎn)接地,防止各電路之間的傳導(dǎo)干擾和共地傳導(dǎo)干擾.
d) 電磁屏蔽
在殼體內(nèi)加裝導(dǎo)電襯墊,在接縫處涂導(dǎo)電材料,調(diào)整緊固釘間距,大開口處加裝金屬網(wǎng),把大孔變成多個(gè)小孔,整個(gè)屏蔽層采用單點(diǎn)接地.
