基于单片机的太阳光伏发电系统逆变器的仿真设计
[摘要]介绍了一种应用于太阳能的发电系统中基于单片机控制的单相全桥逆变器的设计。逆变器主电路为全桥逆变结构,由4个IRF830A组成。以单极性SPWM倍频调制方式工作。经过分析和比较,确定采用直接PWM法来计算SPWM波的占空比并设计了控制器。以AT89S51作为控制芯片,基于KeilC和Proteus的集成开发环境进行系统软件设计,结合软件对硬件电路进行调试,结果表明各部分指标满足要求。
[关键词]逆变器光伏单片机脉冲宽度调制
1引言
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能,广义地说,太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种,则是指太阳能的直接转化和利用,通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术[1]。
本文介绍了一个应用于可再生能源发电系统,采用直接电流控制的单相电压源型PWM逆变器的设计过程,并对逆变器的控制策略进行了分析和研究,采用ATMEL公司的MCU芯片AT89S51作为控制芯片完成了设计。
太阳能光伏发电产业自上个世纪80年代以来持续高速发展,每年以30%～40%的速度递增,同时全球光伏电池产量快速增长,全球太阳能企业在1995年-2005年增长了17倍。2005年世界太阳能电池产量达到1650MW累计装机容量5GW。为了鼓励太阳能的开发和利用,各国政府分别积极制定各种优惠政策来推动太阳能光伏发电的发展。其中,以美、日、德、等西方发达国家为主[2]。
我国的太阳能光伏发电系统起步较晚,但是发展速度很快。2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过的'中华人民共和国可再生能源法“,已于2006年1月1日起正式实施。2006年4月国务院能源领导小组会议上已批准国家发改委提出的我国太阳能发电的中长期发展规划、发展重点和目标。
随着人类对新能源的需求不断的增加,而利用新能源的关键技术就是如何将新能源转化成电能。因此逆变器的研究也成为合理利用新能源的课题中的重中之重。目前,可靠、高效和廉价的逆变器己成为生活中的迫切需要。本文采用高运算速率,低功耗的单片机AT89S51作为控制芯片,提高了逆变器的工作效率。
本文介绍逆变器的结构、控制方法和PWM控制方式,着重进行了系统硬件和软件的设计,给出了部分程序,通过实验得到相关实验波形并进行了分析,最后进行了总结。
2系统总体设计
2.1 逆变电路介绍
与整流相对应,把直流电转化成交流电称为逆变。当交流侧接在电网上,...
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