在世界市場的拉動下,我國光伏產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速。我國太陽能電池組件年產(chǎn)量由世界份額的1%發(fā)展到8%,僅次于日本、歐洲,已成為世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的國家之一。光伏發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合是目前世界上大規(guī)模利用光伏技術(shù)發(fā)電的研發(fā)熱點。前文[1] [3]討論采用陽光自動跟蹤控制光伏陣列設(shè)計及應(yīng)用。本文綜合利用DSP、IGBT模塊,設(shè)計了1KW光伏發(fā)電并網(wǎng)實驗系統(tǒng),解決了小型工業(yè)園等并網(wǎng)發(fā)電實驗的難題。
1系統(tǒng)總體方案
系統(tǒng)主要由室外光伏組件模塊、并網(wǎng)逆變實驗?zāi)K、組件防雷接線系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊等組成[2]。本實驗所使用的光伏陣列由個模塊串聯(lián)構(gòu)成。光伏陣列的最大輸出功率為1KW,最大功率點工作電壓約為49V。

圖1. 1KW光伏并網(wǎng)發(fā)電實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
2.1光伏組件模塊
室外安裝單晶硅組件10快,每塊峰值功率:100W;最大功率電壓:18V;最佳功率電流:5.56A;開路電壓:42.48V;短路電流:6.1A;安裝尺寸:1060*805*35(mm)。
圖2.光伏組件結(jié)構(gòu)圖
2.2并網(wǎng)逆變實驗?zāi)K
系統(tǒng)選用BSNG系列工頻機逆變器實現(xiàn)控制[4],實驗面板采用陽極氧化彩色鋁板,并網(wǎng)發(fā)電彩色原理圖,測試端子;數(shù)顯交直流電壓電流表,實時顯示光伏發(fā)電的工作情況;光伏并網(wǎng)發(fā)電計量裝置,顯示并網(wǎng)輸入的電量;含有多種通訊接口,上位機監(jiān)控功能,實現(xiàn)遠(yuǎn)程實驗數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視。該種逆變實驗?zāi)K具備以下優(yōu)點:
1)主電路采用美國TI公司生產(chǎn)的DSP芯片、日本三菱IGBT模塊、驅(qū)動保護(hù)為日本三菱機芯,并網(wǎng)輸出部分采用隔離變壓器,安全可靠[5];
2)采用SPWM脈寬調(diào)制技術(shù),純凈正弦波輸出,自動與電網(wǎng)同步跟蹤,功率因數(shù)接近1,電流諧波含量低,對公共電網(wǎng)無污染,無沖擊;
3)太陽電池組件最大功率跟蹤技術(shù)(MPPT);
4)逆變并網(wǎng)電流閉環(huán)控制,可控可調(diào);
5)輸入直流電壓范圍寬,適應(yīng)不同場合需求;
6)頻率擾動檢出技術(shù),實現(xiàn)反孤島控制;
7)具有全方位的電源保護(hù)方案和完善的自我檢測和保護(hù)功能。在出現(xiàn)系統(tǒng)故障時將停止并網(wǎng)逆變;
圖3.并網(wǎng)逆變實驗?zāi)K
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