在世界市場的拉動(dòng)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(diǎn)。前文[1] [3]討論采用陽光自動(dòng)跟蹤控制光伏陣列設(shè)計(jì)及應(yīng)用。本文綜合利用DSP、IGBT模塊，設(shè)計(jì)了1KW光伏發(fā)電并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，解決了小型工業(yè)園等并網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)所使用的光伏陣列由個(gè)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(diǎn)工作電壓約為49V。
圖1. 1KW光伏并網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
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(shí)驗(yàn)?zāi)K
系統(tǒng)選用BSNG系列工頻機(jī)逆變器實(shí)現(xiàn)控制[4]，實(shí)驗(yàn)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(shí)時(shí)顯示光伏發(fā)電的工作情況;光伏并網(wǎng)發(fā)電計(jì)量裝置，顯示并網(wǎng)輸入的電量；含有多種通訊接口，上位機(jī)監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視。該種逆變實(shí)驗(yàn)?zāi)K具備以下優(yōu)點(diǎn)：
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(dòng)保護(hù)為日本三菱機(jī)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(dòng)與電網(wǎng)同步跟蹤，功率因數(shù)接近1，電流諧波含量低，對(duì)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(dòng)檢出技術(shù)，實(shí)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(shí)將停止并網(wǎng)逆變；
圖3.并網(wǎng)逆變實(shí)驗(yàn)?zāi)K
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