在世界市場的拉動下，我國光伏產業(yè)近年來發(fā)展迅速。我國太陽能電池組件年產量由世界份額的1%發(fā)展到8%，僅次于日本、歐洲，已成為世界光伏產業(yè)發(fā)展最快的國家之一。光伏發(fā)電與并網技術相結合是目前世界上大規(guī)模利用光伏技術發(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計及應用。本文綜合利用DSP、IGBT模塊，設計了1KW光伏發(fā)電并網實驗系統(tǒng)，解決了小型工業(yè)園等并網發(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、并網逆變實驗模塊、組件防雷接線系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、數據采集監(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構成。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光伏并網發(fā)電實驗系統(tǒng)結構圖
2 系統(tǒng)硬件設計
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.光伏組件結構圖
2.2并網逆變實驗模塊
系統(tǒng)選用BSNG系列工頻機逆變器實現控制[4]，實驗面板采用陽極氧化彩色鋁板，并網發(fā)電彩色原理圖，測試端子;數顯交直流電壓電流表，實時顯示光伏發(fā)電的工作情況;光伏并網發(fā)電計量裝置，顯示并網輸入的電量；含有多種通訊接口，上位機監(jiān)控功能，實現遠程實驗數據采集和監(jiān)視。該種逆變實驗模塊具備以下優(yōu)點：
1)主電路采用美國TI公司生產的DSP芯片、日本三菱IGBT模塊、驅動保護為日本三菱機芯，并網輸出部分采用隔離變壓器,安全可靠[5]；
2)采用SPWM脈寬調制技術，純凈正弦波輸出，自動與電網同步跟蹤，功率因數接近1，電流諧波含量低，對公共電網無污染，無沖擊；
3)太陽電池組件最大功率跟蹤技術(MPPT)；
4)逆變并網電流閉環(huán)控制，可控可調；
5)輸入直流電壓范圍寬，適應不同場合需求；
6)頻率擾動檢出技術，實現反孤島控制；
7)具有全方位的電源保護方案和完善的自我檢測和保護功能。在出現系統(tǒng)故障時將停止并網逆變；
圖3.并網逆變實驗模塊
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