500W微網(wǎng)逆變器系統(tǒng)設(shè)計
2. 逆變器的設(shè)計
逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部件,選擇高可靠性的逆變模塊是電路正常工作的必要條件。IPM故障輸出信號封鎖IPM 的控制信號通道,軟件保護(hù)不需要增加硬件,簡便易行,但可能受到軟件設(shè)計和計算機故障的影響;硬件保護(hù)則反應(yīng)迅速,工作可靠。應(yīng)用中軟件與硬件結(jié)合的方法能更好的彌補IPM 自身保護(hù)的不足,提高系統(tǒng)的可靠性。IR2130是600V以下高壓集成驅(qū)動器件,它具有六路輸入信號和六路輸出信號,且只需一個供電電源即可驅(qū)動三相橋式逆變電路的6個功率開關(guān)器件,一片IR2130可替代3片IR2110,使整個驅(qū)動電路更加簡單可靠。
3.微網(wǎng)逆變器電源設(shè)計
微網(wǎng)逆變器電源系統(tǒng)直接影響逆變器輸出的輸出的三相交流電,整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性,所以一個穩(wěn)定的電壓系統(tǒng)是逆變器穩(wěn)定工作又一必要條件。對于蓄電池供電的電源系統(tǒng)需要高效率,低紋波。下面分別闡述由外部220V供電和蓄電池供電的電源設(shè)計。對于實驗時,可以先用外部220V供電的電源系統(tǒng),對于實驗完畢成為產(chǎn)品,為了簡化電路,需用內(nèi)部只帶蓄電池供電。
4.微網(wǎng)逆變器信號調(diào)理電路設(shè)計
由于DSP不能輸入負(fù)電壓,故逆變器的輸出線電壓和線電流,電網(wǎng)端的線電壓和線電流總共12路信號要通過信號調(diào)理才能送入DSP。
此系統(tǒng)輸出是三相交流電,輸出線電壓為380V,故選擇TV19E電壓互感器,其輸出負(fù)載電阻可以接0~500歐,輸出交流電壓0~2.5V,此系統(tǒng)采用240歐的電阻,輸出電壓-1.2V~1.2V。滿足DSP的輸入要求。輸出電流小于1A,故選擇最大可以測量1A的電壓型電流互感器TA1410,負(fù)載電阻用是200歐,輸出電壓為-1~1V的交流電壓。由于DSP輸入端不能輸入負(fù)電平,故要對電壓互感器和電流互感器的信號進(jìn)行+1.25V的提升,使輸入信號在0~3.3V之間。
5.微網(wǎng)逆變器開關(guān)驅(qū)動電路設(shè)計
為了實現(xiàn)微網(wǎng)逆變器、負(fù)載、電網(wǎng)間的連接,當(dāng)電路出現(xiàn)故障,需要快速的切換,故電路中使用了靜態(tài)開關(guān)(晶閘管),交流接觸器,空氣開關(guān)。
6. 微網(wǎng)逆變器電能計量電路設(shè)計
本系統(tǒng)采用兩塊ATT7022B分別對逆變器側(cè)和電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行電能計量ATT7022B是一款高精度三相電能專用計量芯片,集成了6路差分輸入二階 sigma-delta ADC,適用于三相三線和三相四線應(yīng)用,在輸入動態(tài)工作范圍(1000:1)內(nèi)非線性測量誤差小于0.1%。主要功能包括:電能計量、參數(shù)測量、數(shù)字接口和數(shù)字校準(zhǔn)。
7.微網(wǎng)逆變器DC-DC電路設(shè)計
為了輸入實現(xiàn)MPPT,輸入DC-DC采用BOOST電路。采用SG3525作為主控芯片。
8.微網(wǎng)逆變器蓄電池充放電電路設(shè)計
智能充放電器采用升降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并用PIC單片機進(jìn)行智能控制,電路既包括智能充電電路,也包括智能發(fā)電電路。
9. 微網(wǎng)逆變器變壓器設(shè)計
本系統(tǒng)逆變其輸出三相交流電線電壓為190V,結(jié)果三相升壓變壓器(變比1:2)升壓到380V,并采用△-Y接法,功率500W。此變壓器起升壓作用,另外起隔離作用。
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