太阳能并网逆变电源的研制

摘  要

目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同，很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力。由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。所以，光伏发电最终将实现并网运行。今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。传统的光伏并网系统为解决孤岛效应问题，需要采用反孤岛效应控制方法。因此控制电路的核心芯片一般采用DSP，存在控制系统和算法复杂、保护性能差的问题。本文要解决的技术问题是：提供一种适用于光伏并网系统逆变用的简易的并网发电逆变器，目的在于使逆变器简单可靠。

关键词 并网，逆变，功率因素校正 

摘  要 I

Abstract II

1  前言 1

1.1  能源利用概况 1

1.2  光伏技术的发展概况 2

1.2.1  国外太阳能光伏发电的发展 2

1.2.2  国内太阳能光伏发电的发展状况及前景 3

1.2.3  光伏发电系统概述 3

1.3  本课题的主要内容 6

2  总体方案设计 7

3  DC/AC高频逆变主电路 8

3.1  前级Boost电路 8

3.2  半桥逆变电路 9

3.3  滤波电感的计算 10

3.4  DC/AC高频逆变主电路原理图 11

4  输入功率因数校正(PFC)电路 12

4.1  电流谐波及其危害 12

4.2  功率因数校正原理 12

4.3  功率因数校正实现方法 13

4.4  有源功率因数校正方法分类 14

4.4.1  按有源功率因数校正电路结构分 14

4.4.2  按输入电流的控制原理分 14

4.5  PFC电路控制芯片UC3854原理及功能 16

4.5.1  UC3854引脚功能说明 17

4.5.2  UC3854各部分功能 18

4.5.3  基于UC3854的Boost PFC工作原理 20

4.6  PFC控制电路设计 20

5  电压电流采样电路 22

5.1  电阻取样方法 22

5.2  高频电流互感器取样方法 22

5.3  电压电流采样电路设计 24

6  隔离驱动电路 27

6.1  隔离驱动电路设计 27

6.2  PWM控制 27

6.2.1  PWM基本概念 27

6.2.2  PWM控制的基本原理 28

6.2.3  PWM相关概念 29

6.2.4  单相桥式PWM逆变电路 30

7  总结 31

致 谢 32

参考文献 33

附录 1 系统设计原理框图 34