獨立式光伏逆變電源設計方案

隨著能源和環保問題的一再突出，給光能發電事業帶來了很好的發展機遇。當前光伏發電不斷向低成本、高效率和高功率化方向發展。

本文針對題目要求研制一臺獨立式的光伏逆變電源，結構簡單、低成本、效率高、數字化控制，輸出電壓的質量高，系統的動態響應速度快。本系統包括太陽能電池直流充電系統和逆變系統，反饋控制系統，以及保護系統。如圖1所示：

充電器控制部分的設計對我利用太陽能的效率是很關鍵的。本方案中的光電池是100w的，通過對針對太陽能電池輸出特性及鉛酸蓄電池充電特性的研究上，設計兩階段蓄電池充電過程：恒壓快速充電過程和恒壓浮充階段，同時實現對太陽能電池的最大功率輸出點的跟蹤，對蓄電池進行合理地充電保護。為了保護蓄 電池，在逆變電源工作過程中必須對蓄電池電壓進行監控，設置蓄電池的過壓保護點和欠壓保護點。當蓄電池電壓一旦低于規定的最低電壓時就停止逆變器工作來保護蓄電池。充電控制電路將用英飛凌的8位單片機做控制器，實現智能充電功能。

逆變器的設計，將采用了“全橋逆變+高頻升壓+LC濾波”的設計策略，實現電路簡單、成本低、易于控制。

這個系統的重點應該是逆變器的控制和輸出反饋控制系統。所以我們的設計：

當太陽能光伏發電系統當負載變化時，特別是大功率負載的加入或退出，對電源的沖擊很大，所以為抑制這些變化造成的影響，必須采用一種合適的控制策略，使逆變電源維持穩定的工作。本文將采用電壓電流雙閉環反饋控制穩定輸出交流電壓。通過采樣濾波電感電流和濾波電容電壓，用外環電壓誤差的控制信號去控制電流，調節電流使輸出電壓跟蹤參考電壓值。外環回路是定值控制系統，內環回路是隨動控制系統，外環調節器可以按照負載的變化相應的調整內環調節器的給定值，使調節系統仍然具有良好的品質，電壓環與電流環配合使用達到調節輸出電壓和補償電流特性的目的，所以雙閉環控制系統對負載的變化具有較強的適應能力，可以使逆變電源的輸出性能得到較大的改善。