一種光伏發(fā)電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種發(fā)電系統，具體是一種光伏發(fā)電系統。
【背景技術】
[0002]隨著環(huán)境污染、生態(tài)破壞及資源枯竭的日趨嚴重，近年來世界各國競相實施可持續(xù)發(fā)展的能源政策，其中利用太陽能電池發(fā)電最受矚目。由于太陽能電池發(fā)電具有安全可靠，無污染無需消耗燃料，無機械轉動部件，故障率低，維護方便等獨特優(yōu)點，尤其是可與建筑物相結合，構成光伏屋頂發(fā)電系統，因此受到各國高度重視和加強。而隨著應用的普及，家用光伏發(fā)電裝置相應的也將會越來越多，家用光伏發(fā)電裝置既要滿足用戶的需求，又要有可靠性和安全性。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、可靠性高且安全性強的光伏發(fā)電系統，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0005]一種光伏發(fā)電系統，包括控制電路、輸入濾波電路、主電路、輸出濾波電路和串口通訊電路，所述控制電路分別連接串口通訊電路、保護電路、輔助電路、主電路、輸入濾波電路和輸出濾波電路，所述主電路還分別連接輸入濾波電路和輸出濾波電路。
[0006]所述控制電路包括數字信號處理芯片U1、單片機U2、輔助電源、驅動電源、PWM驅動電路和GP1模塊，數字信號處理芯片Ul分別連接驅動電源、GP1模塊、輔助電源、PWM驅動電路、檢測電路、保護電路和單片機U2，單片機U2還分別連接顯示、鍵盤電路和報警電路。
[0007]作為本實用新型進一步的方案:所述數字信號處理芯片Ul型號為TMS320F2812。
[0008]作為本實用新型進一步的方案:所述單片機U2為PIC 16F877A。
[0009]作為本實用新型再進一步的方案:所述數字信號處理芯片Ul通過RS485接口連接單片機U2。
[0010]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型通過使用數字信號處理芯片Ul和單片機U2，并對軟件進行優(yōu)化，將獨立逆變控制與并網逆變控制集于一體，簡化了整個系統的結構，保證了輸出電壓的穩(wěn)定，并且在電網電壓出現異常的時候，能通過報警電路報警，提高了穩(wěn)定性和安全性，有很好的發(fā)展和推廣前景。
【附圖說明】
[0011]圖1為一種光伏發(fā)電系統的結構框圖；
[0012]圖2為一種光伏發(fā)電系統中控制電路的結構框圖；
[0013]圖3為一種光伏發(fā)電系統中控制電路的獨立逆變原理圖；
[0014]圖4為一種光伏發(fā)電系統中控制電路的并網逆變原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0016]請參閱圖1?4，本實用新型實施例中，一種光伏發(fā)電系統，包括控制電路、輸入濾波電路、主電路、輸出濾波電路和串口通訊電路，控制電路分別連接串口通訊電路、保護電路、輔助電路、主電路、輸入濾波電路和輸出濾波電路，主電路還分別連接輸入濾波電路和輸出濾波電路。
[0017]控制電路包括數字信號處理芯片U1、單片機U2、輔助電源、驅動電源、PWM驅動電路和GP1模塊，數字信號處理芯片UI分別連接驅動電源、GP1模塊、輔助電源、PWM驅動電路、檢測電路、保護電路和單片機U2，單片機U2還分別連接顯示、鍵盤電路和報警電路。
[0018]數字信號處理芯片Ul型號為TMS320F2812。
[0019]單片機U2 為 PIC 16F877A。
[0020]數字信號處理芯片Ul通過RS485接口連接單片機U2。
[0021]逆變系統是將直流電變換成交流電，其核心是逆變電路，即通過電力電子器件的開通與關斷，完成逆變功能，電力電子器件的開通與關斷需要合適的控制信號。根據系統的實際需要，本文所設計的逆變系統主要由主電路、控制電路、保護電路、通訊電路、輔助電源、輸入、輸出濾波等幾部分組成，逆變系統采用的基本結構框圖如圖1所示，控制電路選用型號為TMS320F2812的DSP芯片。
[0022]控制電路主要包含:檢測電路、驅動電路、保護電路和通訊電路四個部分，請參閱圖3、圖4控制策略主要采用PI控制，其中，獨立逆變采用電壓平均值外環(huán)和電壓瞬時值內環(huán)的雙閉環(huán)控制方案，實現電壓的穩(wěn)定輸出；并網逆變采用CVT型最大功率點跟蹤，通過電壓的實時跟蹤產生電流內環(huán)的參考電流，電流內環(huán)采用瞬時值反饋實現對并網電流的跟蹤控制，實現太陽能量饋入電網。
[0023]獨立逆變采用電壓平均值外環(huán)、電壓瞬時值內環(huán)反饋的雙閉環(huán)控制系統，控制框圖如圖2所示，其中，電壓平均值外環(huán)調節(jié)器為PI調節(jié)，電壓瞬時值內環(huán)調節(jié)器為P調節(jié)。輸出電壓平均值反饋值和電壓給定信號的誤差經過PI調節(jié)器形成電壓內環(huán)的幅值給定，然后乘以離散的正弦表格，形成離散的正弦電壓信號作為電壓瞬時值內環(huán)的給定，電壓瞬時值給定值與反饋值的誤差信號再經過P調節(jié)器產生PWM控制信號，將此信號寫入到DSP內部的比較寄存器CMPR1、CMPR2，與三角載波比較后產生4路PWM1~ PWM4開關信號，控制主電路中功率器件的通斷。產生的高頻SPWM信號經過輸出LC濾波器濾波后產生標準的正弦輸出電壓，然后經升壓變壓器升壓至220V/50HZ，保證了輸出電壓的穩(wěn)定。
[0024]并網逆變采用直流電壓外環(huán)、并網電流內環(huán)控制策略。其中，直流電壓外環(huán)采用PI調節(jié)器實現太陽能光伏組件的最大功率點跟蹤，其輸出為并網電流的幅值給定。系統首先檢測電網電壓頻率、相位，經過鎖相環(huán)節(jié)使并網電流與電網電壓同相位，并網電流給定值乘以離散的正弦表格數據作為并網電流給定值，電流內環(huán)調節(jié)器采用P調節(jié)器。將P調節(jié)器的輸出值寫入CMPRl、CMPR2，與三角載波比較后產生4路PWM1~PWM4信號，控制主電路中功率器件的導通與關斷，產生的高頻SPWM信號經過電感L濾波后產生與電網電壓同相位的標準正弦并網電流，經電感L濾波后向電網輸入同頻同壓的并網電流，并網逆變控制原理圖如圖4所示。
【主權項】
1.一種光伏發(fā)電系統，包括控制電路、輸入濾波電路、主電路、輸出濾波電路和串口通訊電路，其特征在于，所述控制電路分別連接串口通訊電路、保護電路、輔助電路、主電路、輸入濾波電路和輸出濾波電路，所述主電路還分別連接輸入濾波電路和輸出濾波電路； 所述控制電路包括數字信號處理芯片U1、單片機U2、輔助電源、驅動電源、PWM驅動電路和GP1模塊，數字信號處理芯片UI分別連接驅動電源、GP1模塊、輔助電源、PWM驅動電路、檢測電路、保護電路和單片機U2，單片機U2還分別連接顯示、鍵盤電路和報警電路。
2.根據權利要求1所述的光伏發(fā)電系統，其特征在于，所述數字信號處理芯片Ul型號為 TMS320F2812。
3.根據權利要求1所述的光伏發(fā)電系統，其特征在于，所述單片機U2為PIC16F877A。
4.根據權利要求1所述的光伏發(fā)電系統，其特征在于，所述數字信號處理芯片Ul通過RS485接口連接單片機U2。
【專利摘要】本實用新型公開了一種光伏發(fā)電系統，包括控制電路、輸入濾波電路、主電路、輸出濾波電路和串口通訊電路。本實用新型通過使用數字信號處理芯片U1和單片機U2，并對軟件進行優(yōu)化，將獨立逆變控制與并網逆變控制集于一體，簡化了整個系統的結構，保證了輸出電壓的穩(wěn)定，并且在電網電壓出現異常的時候，能通過報警電路報警，提高了穩(wěn)定性和安全性，有很好的發(fā)展和推廣前景。
【IPC分類】H02M7-48, H02J3-38
【公開號】CN204334368
【申請?zhí)枴緾N201420729948
【發(fā)明人】劉尚愛, 潘亞武, 張運器
【申請人】劉尚愛
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月29日