1. 系統功能說明
使用LPCS2000B開發的風光太陽能光伏電站逆變電源系統,主要功能是將太陽能電池發出的直流電逆變成三相交流電送入電網.并解決并網逆變中的最大轉換效率、諧波干擾、保護等問題.
2. 系統功能框圖
3. 系統控制部分描述
控制部分完成的功能是控制功率部分產生與電網同相位的電壓,并跟蹤實際輸出功率,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公司生產的工業DSP TMS320F2801.通過DSP多通道高速ADC采樣分別監測電網電壓、太陽能電池端電壓、太陽能電池輸出電流、直流調壓輸出電壓.同時,DSP產生用于調壓和換向的開關管動作,產生正弦波輸出.
系統可通過本地控制面板控制,同時提供基于RS232接口的遠程控制.
4. 系統功率部分描述
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,9塊子方陣并聯.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) 直流調壓電路
把太陽能電池產生的直流電壓調制為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,與輸電網絡耦合.
5. 提高太陽能利用效率的MPPT
最大功率點跟蹤控制(MPPT)策略實時監測光伏陣列的輸出功率,采用干擾觀測控制算法預測當前工況下陣列可能的最大功率輸出,通過改變當前阻抗情況來滿足最大功率輸出的要求.
當溫度和光照強度一定時,太陽能電池端電壓與輸出功率的關系圖.
6. 系統保護描述
a) 并網保護
光伏并網系統作為電力系統的一部分需要接入保護裝置,一方面對光伏發電系統保護,防止孤島效應等發生;另一方面需要安裝繼電保護裝置,防止線路事故或是功率失穩.
這些保護功能包括低電壓保護、過電壓保護、低頻率保護、過頻率保護、過電流保護和孤島保護.
b) 孤島問題
逆變器失去了并網賴以參考的電網系統電壓,這種情況稱之為孤島效應.孤島效應的產生可能會使電網的重新連接變得復雜,且會對電網中的元件產生危害.
本系統采用了被動式和主動式兩種孤島檢測技術,保證可靠地檢出孤島現象,確保設備安全.
7. 系統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線引起的電磁干擾的影響.
通過在光伏陣列輸出的正負極并聯合適容值的電容,消除光伏陣列輸出電壓波動帶來的干擾.
在有按鍵或繼電器操作的光伏發電系統中,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線連接處安裝避雷器.
c) 接地
將系統的外殼和避雷器的接地端連接到大地上,保證系統和人身安全.
信號接地采用單點接地,防止各電路之間的傳導干擾和共地傳導干擾.
d) 電磁屏蔽
在殼體內加裝導電襯墊,在接縫處涂導電材料,調整緊固釘間距,大開口處加裝金屬網,把大孔變成多個小孔,整個屏蔽層采用單點接地.
