基于VC++光伏逆變器監控系統的設計和實現

摘要：根據目前光伏逆變器在市場上的應用狀況，提出了相應的監控系統軟件的結構、功能和實現方法，使監控系統更加完善。
關鍵詞：光伏逆變器；監控軟件；VC++；數據庫系統

0 引言
全球經濟飛速發展，能源問題也越來越備受關注。解決能源短缺問題除了一方面節約能源消耗外，另一方面就是開發使用新能源，太陽能作為一種綠色環保的清潔能源，越來越得到各國的重視，對于光伏系統的研究和應用也越顯重視。光伏系統中最為關鍵的技術就是逆變。光伏逆變器主要實現逆變功能，并且決定了整個系統的穩定性與使用的可靠性。為了更好地對光伏逆變器集中控制與維護，實現數據的檢測、分析與管理，進一步提高系統的使用性能，開發一套具有數據采集、實時顯示運行狀態、數據存儲、歷時查詢及報表打印等功能的監控軟件是系統管理員所期望的，也是完善光伏并網系統所必不可少的。為此，本文開發了基于VC++的光伏逆變器的數據采集與監控系統。

1 光伏并網逆變系統工作原理
太陽能電池陣列將接收到的太陽能直接轉換后在三相逆變器的輸出端輸出高頻SPWM波，基波是正弦波，經過電感濾波后，向電網饋入與電網電壓同頻同相的正弦波電流，實現并網電流的正弦化和單位功率因數。這里，三相逆變器為電流控制型電壓源逆變器。如果要使光伏陣列在并網發電時，使其工作穩定，能夠輸出最大功率，則必須首先穩定其工作電壓，并找出其最大功率點的工作電壓。本課題設計的是非隔離的10kW三相并網逆變器系統，采用兩級拓撲結構。前級采用帶MPPT的DC-DCBOOST壓電升路，后級采用DC-AC的逆變電路，兄圖1。本系統中并網光伏逆變器直流最高輸入電壓為450V，額定功率為10kW，交流輸出并入380V交流電網。逆變器的硬件系統有三個主要部分：功率電路、控制電路和驅動電路。
逆變器的主拓撲結構采用三相全橋逆變電路，如圖1所示，功率器件使用IGBT，開關頻率為15kHz，為了防止電能從電網流入太陽能光伏陣列，在直流側加了防反二極管；逆變器的輸出端使用了LC濾波電路濾除高頻分量，在逆變器的輸入端和輸出端都安裝了接觸器，當逆變器檢測到外部故障時，都立即關斷接觸器，實現逆變器的可靠隔離和保護。逆變器采用大電容解耦，在解耦電容的兩端增加了放電通道，以保證維護人員的人身安全，逆變器還提供了較好的人機界面，當出現故障時，通過發光二極管的組合編碼，給出故障的具體類型。逆變器冷卻
方式采用自然空氣冷卻和強制風冷相結合的方式，當系統檢測到的溫度高于設定值時啟動風扇，進行強制風冷，當溫度較低時，采用自然空氣冷卻。

逆變器的控制電路的主控制器使用的是TI公司的TMS320F28335芯片，該芯片具有處理性能更快、外設集成度高、A／D轉換速度更快等特點。該芯片的采用可以很好滿足對三相全橋逆變器進行實時控制的要求。