光伏发电并网逆变器控制器系统的设计 ㊣ 精品文档 值得下载

较器的输出电压为，光耦合器会导通，发光二极管由于承受了正向电压会发光，输出为当太阳能电池板工作在欠压时，会小于，比较器会输出，光耦合器不会导通会使灯息灭，输出为。

直流侧过电压检测电路直流侧过电压检测电路如下图所示，将电路里电容的两侧电压采集，通过电阻输入到比较器的负端。

直流侧的电压值大约是，分到管脚上的电压大概是，的电压施加在的电阻上，通过，分压，落在管脚上大约，在设计电路时使得，这样就使管脚稳定在，承受了正压而发光，输出为。

当直流侧的电压过高时，管脚的电压也会相应的升到比还有高，此时比较器管脚输出为，会导通，导致发光二极管关断从而不发光，输出为。

当直流侧的电压降至临界电压时，虽然管脚的电压可下降到，但是因为管脚已从降低到了，所以管脚仍是，因此只有当直流侧的电压继续降到定值的时候，管脚才降到低于，管脚才能上升至。

这时会截止，管脚将会上升至，从而准备进行下次的过电压检测。

直流侧电压图直流侧过电压检测电路直流侧过电压检测电路相电流检测相电流检测图交流侧过电流检测电路如上图是交流侧过电流检测电路。

工作在正常的状态下，比较器的管脚的电位比管脚电位低，管脚的输出，光耦合器不会导通，发光二极管将会截止，相输出高电平负载电流过大时，管脚的电位会上升，当电压比管脚高时，管脚的输出为，光耦合器导通，使得发光二极管发光，这时相输出低电平。

虽负载是三相的，但是由于对称性，我们只用对其中的两相电流进行检测，另相电流就可以算出。

为了增加单片机的管脚利用率，在检测电路内加上个与门，检测到和相的电流都工作正常时才输出为，要是存在任相的负载过流，电路中的灯就会亮且为，输出的即为。

第四章系统软件设计软件设计的目的要是在光伏发电系统中写入了有关计算机辅助设计，方面大大缩短了设计系统所用的时间，将系统设计的效率提高，另外方面能保证写出的方案拥实用性较好，而且可以最大程度的利用各种资源。

基于的系统软件设计对整个控制系统来说，单片机可以当作这个系统的核心。

在系列中，各种型号芯片基本上引脚都是互相兼容的。

以为制作工艺的单片机都是采用的方式为只引脚的双列直插封装，目前以此类封装方式居多。

制作工艺为的除了运用封装的方式之外，另外还采用了方形的封装方式，其引脚为只。

按其功能的不同，我们可以将只引脚进行三类的划分电源和时钟引脚。

控制引脚。

口引脚为个位的口的外部引脚。

系统的主程序流程图主程序流程图如下图所示，下面对整个系统的流程图作简单的介绍当主程序开始之后，首先应进行初始化设置，初始化的设置应该要包括单片机系统初始化和显示器初始化，其次判断是否按下开机键，若按下，将显示子程序调用，用来显示当前的逆变工作状态，若不正常，要使系统开始工作，就马上调用和发送波子程序。

最后检测判断是否为，这是来检测负载会不会过流，如果出现过流，必须停止发送波使逆变器停止工作，如果不会过流，那么程序再次返回至显示子程序循环执行下去。

系统对电路的控制还可以使用键盘来实现，利用中断产生中断信号来实现的利用中断来产生过流中断检测输出是否过流，同时会播出报警信号，利用单片机来控制逆变使整个系统安全工作。

图主程序流程图市电检测和光伏发电系统投切程序设计开机之后第步进行是检测市电电网，利用单片机对电路控制，在市电发生断电或是畸变的时候会停止光伏并网动作。

若市电在正常供电，再检测太阳能电池的电压，判断电池的电压值能否满足进行并网发电，，产生脉冲控制程序如下，向芯片写入控制参数，便可以直接产生脉冲，芯片的初始化参数发出子程序，向芯片输入控制参数的子程序，便可以直接得到脉冲，中断和键盘子程序如下，，，，，，，，，，，，，，，低的要求，若满足，进行下步操作，若不满足，中止光伏并网发电动作。

其流程图如下图所示开始单片机初始化调用显示子程序调用键盘子程序调用电网检测子程序调用输入电压电流检测子程序图市电检测和供电切换软件流程图逆变电路控制程序设计本设计采用芯片产生路脉冲。

流程如下图所示。

开始光伏发电系统不并网返回直流侧欠电压市电断电或是畸变图脉冲生成程序流程图中断与键盘子程序的设计要是逆变器的输出发生了短路或者过载，那么对整个系统会有巨大的危害。

单片机对系统进行了过电流保护，保证系统运行的安全。

单片机利用中断服务子程序执行此保护，产生了中断，执行了中断的子程序，产生了控制信号制止逆变，并利用声光产生报警。

单片机控制开关机是利用外接的独立式的键盘电路，利用手动控制进行开关的切换。

单片机里的中断源是利用外部检测信号和键盘输入信号进行连接，开机和关机的按钮是用和表示的，表示的是报警信号复位的按钮，它们的实现方式均采用的是查询中断方式。

中断程序如下图所示，键盘子程序如下图所示。

开始往写入初始化参数数据更新返回写完成数据传输往写入控制参数图中断程序流程图图键盘子程序流程图每个部分所对应的程序设计详见附录部分。

返回开始是否按下调用产生子程序是否按下停止产生脉冲是否按下开始保护现场返回结论伴随着科技的发展与人口的增加，人们所需要利用的能源越来越多，这就会导致能源的危机。

在这种前提下，寻找到种可再生能源供我们使用是个迫切的课题。

而太阳能拥有众多特点，如储存量丰富洁净环保等众多优点，使它走进了人们的视野，受到人类的关注。

研究光伏并网发电技术要包含很多内容，有逆变技术最大功率点的跟踪技术孤岛效应等许多方面。

而本设计的重点是光伏并网逆变器的设计，主要由下面两个方面对光伏并网逆变器的控制策略以及工作原理进行相关的研究，分析其特点。

设计出光伏发电并网系统总拓扑图，要从逆变器的结构要简单要有较好的稳定性等方面去考虑。

在拥有比较成熟的理论基础下，首先设计出硬件电路。

硬件电路包括直流侧欠电压过电压检测电路，交流侧过电流检测电路。

然后再进行相关的软件的设计。

到目前为止，光伏发电可以说在全世界范围内都得到了应用和推广。

光伏发电不仅是电力电子技术的运用，而且还同控制理论紧密相连，使之成为当今的热门课题。

在外国的很多国家，光伏发电的研究做出了定的规模，用作单级能量控制的并网逆变器已经实现了产品的商业化。

但是在光伏发电这个领域仍然存在着很多技术难题，特别是在最大功率点的跟踪方面的技术还是有待发展的，尽量能够提高太阳能发电的效率。

虽然在光伏发电的技术层次与制作工艺水平上，我国与国外先进水平还存在着不小的差距。

但我坚信在我国科技人员的不懈努力下，会很快的缩短技术上的问题，将高性能和高质量的光伏并网逆变器推向市场，实现自主产业化。

参考文献王兆安，刘进军电力电子技术第五版北京机械工业出版社，冯垛生，张淼，赵慧等太阳能发电技术与应用北京人民邮电出版社，张亮的原理与应用电气时代，张兴，曹仁贤太阳能光伏并网发电及其逆变控制北京机械工业出版社，张毅刚，彭喜源，谭晓昀单片机应用设计哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，陈伯时电力拖动自动控制系统北京机械工业出版社，邱进，陈轩恕，刘飞基于的电压型逆变器辅助开关电源的设计电工技术，林忠岳现代电力电力应用技术北京科学出版社，，，，致谢我的这篇学位论文的完成离不开我的导师王老师的关心和帮助。

她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

从开始我选择什么样的课题到我的这篇论文的完成，王老师从始到终都给我提出了宝贵的建议。

在此，我要向王老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

此外，我还要感谢自动化的各位同学们，在作毕业论文期间，正是由于同学们的支持和帮助，我才能成功的解决个又个的难题和困惑，直到本篇论文顺利的完成。

在大学即将毕业之际，我激动的心情无法平静。

本篇论文的完成，有许许多多同学和朋友向我提供了帮助，在这里，要向你们传达我的谢意，最后，还要感谢给我无私关爱，培养我成长含辛茹苦的父母，谢谢你们，附录整个控制程序如下，，，个地球的赤道周长为，所以我们大概可以计算出，地球可以获得的能量。

人类维持生存需要这些能量。

太阳这个能源是久远的巨大的无穷无尽的。

地球上的风能水能海洋温差能波浪能以及部分潮汐能都来源于太阳即使在地球上存在的化石原料，从本质上来说也是由远古时候的能量转化而来的，所以从广义来说，太阳能的定义范围比较广，太阳能从狭义的定义来说是指太阳辐射的光热光电跟光化学之间的转换。

太阳能的种重要利用形式就是太阳能光伏发电，我们利用太阳电池把能量从光能变为电能，伴随着现代科技的进步，光伏发电在我国以致于全世界内有很大的发展前途。

太阳能电池工作的原理是利用半导体具有的光伏效应，就是在太阳光的照射下会产生光电压的现象。

年美国的贝尔实验室首先发明出了以结为基本结构具有使用价值的晶体硅太阳电池，从此以后太用电池在太空领域技术中就得到了应用，现在在地面也逐渐得到推广应用。

同核能风能化石能源等发电技术相比，光伏发电具有其自身的优势，可归纳为如下几点先进性的发电原理直接由光子转化为电子，中间没有其他过程和机械运动，具有简洁的发电形式。

太阳能资源的无限性和分布特性太阳能取之不尽用之不竭，可以再生和洁净环保太阳光无处不在，不需运输，最最重要的是没有任何国家能过将其垄断和控制。

太阳能没有资源短缺跟耗尽问题用到的主要的硅材料储存丰富，在地壳上出了氧元素之外的第二多的元素，多达。

光伏发电同大自然的关系无燃烧的过程，无温室气体废气和废水的放出，环境友好，可以称作真正的绿色发电。

使用性能和寿命的问题已经经过应用和实践了十几年光伏发电有比较稳定的性能，还有较长的使用寿命。

维护和管理问题可实现无人化且维护成本低。

太阳能光伏发电的发展史太阳光伏发电的发展史如表所示。

它的历史还要从年前说起，伯克莱氏发现对种半导体在阳光的照射下，会改变其伏安特性。

最后光伏效应被发现，并用这种半导体做成了太阳能电池。

其后在此方面又有更突出的发现。

年份成就光伏发电并网逆变器研究的目的目前我国的经济发展正处在繁荣时期，但是能源问题却是很严峻，在大多数城市中，由于现在的工厂燃烧大量的化石能源，环境恶化的趋势十分明显。

由世界卫生组织表光伏发电的历史年公布，在世界上污染最严重的十个城市之中，中国占了八个，而且北京位居第七位。

因此发展光伏并网发电会有助于提早解决这问题。

我国相关部门开始重视起来，国家科技部首先规划出有步骤的推进有关的科技创新研究示范和产业化进程。

在八五与九五期间，光伏屋顶并网发电系统已经被国家科技公关计划所列入，若干光伏屋顶并网发电系统示范工程分别建成在深圳和北京。

现在我国仍然需要进口光伏并网发电的关键技术和设备，然而，为了面对巨大的国内需求，实现具有自我知识产权的高科技的发展相当关键，这是个亟待解决的问题。

具体的目的在光伏并网发电系统中表现在为了实现提高转换电能的质量，将太阳能光电转换组件阵列输出的直流电变化成为，频率为的单