如今把握當前國內外受關注的綠色環保概念，開發與生產太陽能光伏組件及太陽能光伏係統，並不斷開發適合國際、國內市場需求的係列應用產品，是符合“讓太陽發電，地球更清潔，造福人類”的宗旨。而作為數字信號控製器(DSC)在其開發應用上可謂是恰到好處並且是多方麵的，如綠色能源、數字電源、照明、家用電器、工業控製、車載產品、醫療及計量等。基於數字控製器的技術在工業應用中的優勢，本文將對DSC技術在太陽能逆變器中的應用作分析說明。既然是在太陽能逆變器中應用，為此應對與太陽能有關的理念先作介紹。
太陽能理念
太陽能光伏組件及太陽能光伏係統，其產品生產從單晶矽棒、矽片、電池片到組件，並在係統工程的設計與集成獲得了迅速發展並在新能源發電、電力、通信、消防、航空和車船等領域獲得廣泛應用。
1、太陽能光伏技術
太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，通過轉換裝置把太陽輻射能轉換成電能利用的屬於太陽能光發電技術，光電轉換裝置通常是利用半導體器件的光伏效應原理進行光電轉換的，因此又稱太陽能光伏技術。光伏電池的基本特征為：當光線照射太陽電池表麵時，一部分光子被矽材料吸收，光子的能量傳遞給矽原子，使電子發生躍遷成為自由電子，在P-N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是：光子能量轉換成電能的過程。。
2、光伏發電係統的構成與類型
一套基本的太陽能光伏發電係統是由太陽能電池板、控製器、逆變器和蓄電池構成。光伏發電係統有兩大類：並網發電和獨立發電。並網發電係統為太陽能電池方陣發出的電能經過並網逆變器將電能直接輸送到交流電網上，或將太陽能所發出的電經過並網逆變器直接為交流負載供電，獨立發電係統為太陽能電池方陣發出的電能經蓄電池充電並經過逆變器將直流轉換成交流電。應該說太陽能光伏係統可在太陽能風力發電控製器、逆變電源、並網逆變電源等多種綠色能源得到廣泛應用。值此重點對DSC技術在太陽能逆變器中應用作分析。
太陽能逆變器係統應用方案
1、問題的提出
全球範圍內能量的未來獲取方式是一個新興的焦點問題。礦物燃料的多個替代解決方案已經展開研究，並將在全球各地區進入了工業化的生產過程。光伏並網發電是將太陽能電池陣列所發出的直流電轉變為交流電饋送電網，是太陽能發電走向可持續發展的必由之路。 太陽能是最廣泛的替代能源之一，其重點放在光伏(PV)係統的交付上，這包括用於電力公用事業、商用建築以及個人住宅的高性能太陽能逆變器。逆變器是整個太陽能係統的關鍵部件，可將PV電池的可變DC電壓輸出轉換成清潔的50Hz或60 Hz正弦電流，適用於商用電網或本地電網供電。
作為光伏並網發電係統(如組合型)，整個係統由控製係統和功率主電路兩部分組成。功率主電路使用大功率智能功率模塊IPM，控製係統以DSP為核心，檢測直流側及網側的電量信號，通過最大功率尋優，電壓、電流調節，以及空間矢量PWM波形發生控製，向功率驅動回路發出控製指令，將太陽能直流轉換單元輸出的直流電變換成交流電，並回饋至電網。 太陽能並網逆變器是並網發電係統的核心部分，其主要功能是將太陽能電池板發出的直流電逆變成單相交流電，並送人電網。為此有必要對逆變電源技術特征作說明。
2、何謂逆變電源
逆變電源是將直流電轉變為交流電的裝置，是太陽能、風力發電係統的核心部件。根據產品設計情況分為：太陽能、風力發電專用正弦波逆變電源；經濟型太陽能、風力發電控製逆變一體機；太陽能並網逆變電源與風力發電並網逆變電源等四類。而其太陽能、風力發電專用正弦波逆變電源是太陽能、風力發電係統的核心部件，該電源針對新能源發電係統的特點來設計製造，主要應用於太陽能電站，風力發電站，風、光、油、蓄互補發電係統和戶用太陽能供電係統。
3 、DSC為控製係統的太陽能並網逆變電源設計方案
由於DSP芯片是DSC 核心部件，所以太陽能並網逆變電源設計方案是基於DSP技術的設計方案。值此以TMS320C2000TM DSP為典型應用作分析。因為以TMS320C2000TM DSP的平台能夠最佳地響應太陽能逆變器多條實施線路的實時挑戰。故以TMS320C2000TM DSP為典型應用作分析。該TMS320028xTM，內核32位CPU以150MHz的最高頻率運行，能夠高效地執行在最大功率點下操作麵板所需的高精度算法，可確保最高的電源轉換效率，甚至在最苛刻與不斷變化的條件下也是如此。DC/AC轉換器主橋的驅動由TMS320C 2000器件高度靈活的PWM模塊執行並與片上高速12位ADC配合使用，調節所需的電流與電壓，從而獲得最常見的正弦波形。圖3(b)為用TMS320C2000 DSP為控製係統的太陽能並網逆變電源設計方案示意框圖。太陽能並網逆變電源設計方案由控製係統和功率主電路兩部分組成。
C2000片上高速12位ADC可對電池電壓、電池溫度、環境溫度與計量計數器的模擬量迸行A/D轉換。DC/DC變換環節調整光伏陣列的工作點，使其跟蹤最大功率點。所以在太陽能電池板後接Boost升壓斬波器，將電壓升到400V，這樣設計有利於提高係統的效率，也便於後級全橋逆變器並網控製。而DC/AC逆變環節主要使輸出電流與電網電壓同相位，同時獲得單位功率因數。
對於控製係統，當控製電路上電後，首先檢測電網參數和光伏電池的電壓， 當網壓正常時，全橋逆變器工作在PWM整流器狀態，中間電壓為400V左右。逆變器工作過程中，由控製芯片DSP檢測中間電壓、並網電流，如果中間電壓過高或者並網電流超過最大電流時，由控製芯片封鎖全橋逆變器和Boost升壓斬波器的開關管控製脈衝，同時斷開繼電器。延時一段後再嚐試重新啟動，若故障仍然存在，則斷開逆變器，DSP能快速響應命令。太陽能電池輸出的最大功率隨著光照強度和溫度的變化而變化，係統的最大功率跟蹤由前級Boost升壓斬波器控製。為實現與電網電壓同頻同相的並網電流，其由後級全橋逆變器控製。他們的控製都是由DSP芯片TMS320C2000 協調完成逆變器的設計。
除上述DSC為控製係統的太陽能並網逆變電源以外，本文還將對太陽能風力發電係統應用、太陽能及風力發電的控製器及風機並網逆變電源等技術與應用作簡介。
4、太陽能風力發電係統應用
太陽能風力發電係統利用自然能源，取之不盡，用之不竭。它的利用不僅解決我國目前8000萬無電居民的用電問題，而且可改善目前全球日趨嚴重的環境汙染問題。除此之外，它的利用給用戶帶來巨大的經濟效益。據統計，架設5公裏電線及以後的電費投資，遠遠大於太陽能風力發電係統的一次性投資。 風光互補發電係統見圖4所示。由於太陽能與風能的互補性強，風光互補發電係統在資源上彌補了風電和光電獨立係統在資源上的缺陷。同時，風電和光電係統在蓄電池組和逆變環節是可以通用的，所以風光互補發電係統的造價可以降低，係統成本趨於合理。
5、太陽能及風力發電的控製器
控製器是有效控製太陽能或風機發出的電力向蓄電池充電，蓄電池向負載放電，使蓄電池在安全工作電壓、電流範圍內工作的裝置。它的控製性能直接影響蓄電池使用壽命和係統效率。
6、 光伏風力發電係統專用上位機軟件
該軟件為用戶提供一個遠程監管供電、用電設備的在線係統，配合多功能離網、並網逆變電源，對係統進行實時數據顯示與處理、係統功能分析、係統事故追憶、各種文檔備份、用戶級別選擇、實現遠程特定功能控製、新用戶電源使用學習、在線幫助等功能。 具體功能如下： ①實時數據顯示與處理：對於係統電量、事故記錄等非實時數據，根據電源係統采集周期，做定時采集，打包。在係統相應采集周期設定時間段內進行處理並備份。 ②事故追憶：具備詳細的事故記錄(精確到秒，以時間段顯示，同時記錄係統所有運行參數備查)；多種查詢方式(按站點、時間、日期及起組合方式)；報表生成和打印；數據軟件和數據硬件備份。 ③告警功能：具備報警參數設定，告警參數顯示與保持。提供聲音(內容可以自行選擇，滿足個性需求，同時提供pc機內部蜂鳴器報警，為用戶節約電能)、光、短信、郵件、電話等報警方式。 ④安全模式：對用戶提供權限管理、密碼登錄、無誤操作設計，升級電源知識數據庫，新電源用戶學習影像資料；對電源設備實時控製，參數全麵具體，防誤操作處理。 ⑤附加功能與人性化設計：數據顯示多樣化；避免重複運行的設計；還可實現無線監控。
結束語：應該說國內外許多廠商有很多係列的太陽能及風力發電係統與產品，上述介紹的應用特征僅從共性的角度出發，因此在選用時應根據實際需要，確定參數與指標，以獲得較高的性價比。
(來源：中國IC網) 如果您有儀表行業或進行資訊合作，香蕉视频色版在线观看儀表歡迎您聯係本網編輯 QQ：964274240
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