光伏逆变器的锁相控制技术

第１ｌ卷第８期电手元嚣件主用

Ｖ０１．１１Ｎｏ．８２００９年８月

ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｏｎｅｎｔ＆ＤｅｖｉｃｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ

Ａｕｇ．２００９

基于ＣＰＬＤ的光伏逆变器锁相

及保护电路设计

罗佩．王厚军

（电子科技大学自动化工程学院，四川

成都６１００５４）

摘要：针对“５ｋＷ光伏并网逆变器”实际项目中的锁相及保护电路。分析了光伏逆变器在硬件锁相和硬件保护等方面的需求。给出了基于ＣＰＬＤ的数字锁相技术和保护电路的理论原理，以及模块设计与实现方法。

关键词：光伏逆变器；ＣＰＬＤ；数字锁相；电路保护

Ｏ引言

在光伏并网系统的逆变器电路中。对电网电压的锁相是一项关键技术。由于电力系统在工作时会产生较大的电磁干扰，因此。其简单的锁相方法很容易受到干扰而失锁。从而导致系统无法正常运行。在这种情况下．设计采用对电网电压进行过零检测后再将信号送入ＣＰＬＤ．然后由ＣＰＬＤ实现对电网电压进行数字锁相的方法，可以有效地防止相位因干扰而发生抖动或者失锁的现象。保证系统的正常运行。另外，本系统还使图ｌ

５

ｋＷ光伏并网逆变器系统结构图

用ＣＰＬＤ对ＤＳＰ产生的ＰＷＭ波控制信号和系统运个５４Ｖ１８功能模块组成。可提供１６００个５ａｓ延迟行时的各项参数进行监控，一旦发现异常，立即可

第１ｌ卷第８期电手元嚣件主用

Ｖ０１．１１Ｎｏ．８２００９年８月

ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｏｎｅｎｔ＆ＤｅｖｉｃｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ

Ａｕｇ．２００９

基于ＣＰＬＤ的光伏逆变器锁相

及保护电路设计

罗佩．王厚军

（电子科技大学自动化工程学院，四川

成都６１００５４）

摘要：针对“５ｋＷ光伏并网逆变器”实际项目中的锁相及保护电路。分析了光伏逆变器在硬件锁相和硬件保护等方面的需求。给出了基于ＣＰＬＤ的数字锁相技术和保护电路的理论原理，以及模块设计与实现方法。

关键词：光伏逆变器；ＣＰＬＤ；数字锁相；电路保护

Ｏ引言

在光伏并网系统的逆变器电路中。对电网电压的锁相是一项关键技术。由于电力系统在工作时会产生较大的电磁干扰，因此。其简单的锁相方法很容易受到干扰而失锁。从而导致系统无法正常运行。在这种情况下．设计采用对电网电压进行过零检测后再将信号送入ＣＰＬＤ．然后由ＣＰＬＤ实现对电网电压进行数字锁相的方法，可以有效地防止相位因干扰而发生抖动或者失锁的现象。保证系统的正常运行。另外，本系统还使图ｌ

５

ｋＷ光伏并网逆变器系统结构图

用ＣＰＬＤ对ＤＳＰ产生的ＰＷＭ波控制信号和系统运个５４Ｖ１８功能模块组成。可提供１６００个５ａｓ延迟行时的各项参数进行监控，一旦发现异常，立即可

河南森源电气股份有限公司SGPB500L光伏并网逆变器说明书

光伏并网逆变器说明书

河南森源电气股份有限公司

2014年6月

I

河南森源电气股份有限公司SGPB500L光伏并网逆变器说明书

第一章 逆变器简介 .................................................................................... 1

1.1警告标识 ......................................................................................... 1 1.2安全注意事项 ................................................................................. 2 1.3产品型号 ......................................................................................... 3 1.4技术参数 .................................

毕业设计（论文）任务书

（2015届）

设 计 题 目 大功率光伏逆变器建模与控制 学院名称

继 续 教 育 学 院

专 业 （班 级） 2013级电气工程及其自动化

姓 名 （学 号） 宋玉（ 2013816019） 指 导 教 师 王付胜

目录

英文摘要 ....................................................... 2 英文摘要 ...................................................... 3 1 绪 论......................................................... ４

1.1 光伏并网逆变器概述 ....................................... ４

1.1.2 光伏产业崛起的背景及意义........................

★第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集★一一一—————————————————＿————————————————＿—————————————————————一

新型锁相技术在光伏并网系统中的应用

周方圆１。龚芬１，胡前１，彭振江２

（１．株洲交流技术国家工程研究中心有限公司湖南株洲４１２００１

２．长沙理工大学电气与信患工程学院，湖南长沙４１００７７）

【摘要】为了满足光伏并网系统输出电流锁相快速、稳定和高精度的要求，本文提出了

一种新型基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２的软件锁相算法和硬件电路结构。该算法是对周期寄存器值进行ＰＩ调节的同时也对调制正弦表的指针变量进行比例调节，提高了锁相快速性和稳定性。在自制的样机上验证了本文所用算法的实用性，能较好地满足光伏并网和单位功率因数的要求。

【关键词】光伏并网；ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２；闭环控制；软件锁相

Ｏ．引言’

光伏发电是直接将太阳光转换为电能的一种发电形式，随着全球能源问题的日益凸显，光伏并网发电的优势越来越明显。光伏并网逆变器是光伏并网发电的核心部分，其主要功能是将太阳能光伏电池发出的直流电转换为交流电。对电网的跟踪控制是整个逆变系统控制的核心，直接关系到系统的输出电能质量和运行效率。为了使并网

★第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集★一一一—————————————————＿————————————————＿—————————————————————一

新型锁相技术在光伏并网系统中的应用

周方圆１。龚芬１，胡前１，彭振江２

（１．株洲交流技术国家工程研究中心有限公司湖南株洲４１２００１

２．长沙理工大学电气与信患工程学院，湖南长沙４１００７７）

【摘要】为了满足光伏并网系统输出电流锁相快速、稳定和高精度的要求，本文提出了

一种新型基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２的软件锁相算法和硬件电路结构。该算法是对周期寄存器值进行ＰＩ调节的同时也对调制正弦表的指针变量进行比例调节，提高了锁相快速性和稳定性。在自制的样机上验证了本文所用算法的实用性，能较好地满足光伏并网和单位功率因数的要求。

【关键词】光伏并网；ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２；闭环控制；软件锁相

Ｏ．引言’

光伏发电是直接将太阳光转换为电能的一种发电形式，随着全球能源问题的日益凸显，光伏并网发电的优势越来越明显。光伏并网逆变器是光伏并网发电的核心部分，其主要功能是将太阳能光伏电池发出的直流电转换为交流电。对电网的跟踪控制是整个逆变系统控制的核心，直接关系到系统的输出电能质量和运行效率。为了使并网

光伏并网逆变器无差拍控制系统

第２６４第２期

２００

８年４月

水电能源科学ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＰｏｗｅｒ

Ｖ０１．２６Ｎｏ．２Ａｐｒ．２００８

文章编号：１０００一７７０９（２００８）０２—０１９８－０３

光伏并网逆变器无差拍控制系统的研究

徐

进

（南京农业大学工学院，江苏南京２１００３１）

摘要：在分析无差拍电流控制方法工作原理的基础上，给出了基于无差拍控制的并网逆变器的脉宽调制（ＰＷＭ）算法和占空比的推导过程，将该控制策略应用于两级式单相光伏并网发电系统逆变器的控制中，使光伏并网系统具有快速利用太阳能电池组件的能源、改善电能质量的功能，增强了先伏并网系统的实用性。在此基础上研制出一台实验样机。实验结果表明，采用该控制方案的逆变器具有良好稳态特性和动态性能，计算简单，易于实现。

关键词：无差拍控制；太阳能发电，电流控制；先伏并网中图分类号：ＴＭ４６４；ＴＭ６１５

文献标志码：Ａ

电流的参考值ｉ。，由差值ｉ’－－ｉ计算出开关器件的

１

概述

近年来，光伏发电、风力发电、燃料电池发电

开关时间，使ｉ在下一个周期开始时刻等于ｉ。。该方法计算量大，但开关频率固定、动态响应快，适合用于光伏并网系统的数字控制‘２１。

等新能源的开发利用得到不断发展，未来将出现更多的由可再

山东科技大学学士论文

摘要

针对全球范围内能源紧张的局面，开发利用太阳能越来越受到重视。太阳能光伏并网发电是太阳能利用的主要形式，具有广阔的发展前景。本文就是在此背景下，以光伏并网发电系统为研究对象，对并网逆变器的主电路拓扑、控制策略、最大功率点跟踪和孤岛效应做了详细的分析研究。同时对逆变器主电路的拓扑结构做了MATLAB/Simulink的电路仿真分析，讨论了个别参数对电路的影响。

首先，本文介绍了国内外光伏并网发电产业的现状，并对光伏并网发电系统的组成结构、优缺点、发展趋势及光伏并网发电系统对逆变器的要求做了简单介绍，对光伏并网发电系统建立了总体认识。其次，讨论研究了逆变器主电路的拓扑形式，选择了无变压器的两级结构，即前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器。前级DC/DC模块采用Boost升压斩波结构，后级的DC/AC逆变器采用全桥式逆变，并向电网输送功率。再次，讨论确定了逆变器电流电压双闭环的控制方式，并最终确定了光伏并网发电系统的总体方案。应用MATLAB/Simulink中的工具箱搭建了整个系

光伏逆变器的概述：一：逆变器的概述：通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称 为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路， 把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。 与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过 程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电 路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变 器。

光伏逆变器产品发展历程：SMA是全球最早生产光伏逆变器的生产企业，占全球市场33%左右的市场 份额，为全球光伏逆变器领军企业，其产品发展历程具有一定的代表性。

SMA公司光伏逆变器产品发展情况

国内外技术对比分析：目前我国在小功率逆变器上与国际处于同一水平，在大功率并网逆变器 上，合肥阳光电源大功率逆变器2005年已经批量向国内、国际供货。该公司 250KW、500KW等大功率产品都取得了国际、国内认证，部分技术指标已经 超过国外产品水平，并在国内西部荒漠、世博会、奥运场馆等重点项目上运 行，效果良好。

光伏逆变器供应企业

国内逆变器的主要生产企业

光伏逆变器的分类：光伏逆变器按宏观可分为：1.普通型逆变器 2.逆变/控制一体机

3.邮电通信专用逆变器4.航天、军队专用逆变器

1.按逆变器输出交流电能的频率分：(1)工频逆变器 工频逆变器的频率为50~60Hz

光伏逆变器防孤岛效应实验

光伏并网逆变器防孤岛效应实验

周璇

根据2009年8月3日北京鉴衡认证中心公布的CGC/GF001︰2009《并网光伏发电专用逆变器技术要求和实验方法》。IECG2006《光伏并网系统用逆变器防孤岛测试方法》的相关要求，并网逆变器产品必须严格进行出厂试验和型式试验。根据IEEE1547和UL1741的相关规定。光伏并网逆变器必须具有防孤岛效应自动保护功能。

原理：

在电容器串联的电路里,只有与外电路相连接的两个极板（注意：不是同一电容器的极板）有电流流动（电荷交换），其他极板的电荷总量是不变的，所以称为孤岛。 孤岛是一种电气现象，发生在一部分的电网和主电网断开，而这部分电网完全由光伏系统来供电。在国际光伏并网标准化的课题上这仍是一个争论点，因为孤岛会损害公众和电力公司维修人员的安全和供电的质量，在自动或手动重新闭合供电开关向孤岛电网重新供电时有可能损坏设备。所以，逆变器通常会带有防止孤岛效应装置。被动技术（探测电网的电压和频率的变化）对于平衡负载很好条件下通电和重新通电两种情况下的孤岛防止还不够充分，所以必须结合主动技术，主动技术是基于样本频率的移位、流过电流的阻抗监测、相位跳跃和谐波的监控、正反馈方法、或对不稳定电流和相位的