关键字 |
| 伏打照片(pv)系统、滞后控制器,电网连接,升压转换器,翻译(MPPT)最大功率点跟踪,脉冲宽度调制(pwm)。 |
介绍 |
| 逆变器是许多DC AC转换设备的一个重要组成部分,如不间断电源(UPS),感应电动机驱动和自动电压调节器(AVR)系统。在这些系统中,逆变器的主要要求是能够产生和维持一个稳定的和干净的正弦输出电压波形无论负载连接到它的类型。主要成功地维持这种能力的关键是有一个反馈控制器。 |
| 光伏(PV)来源是世界上重要的球员之一的能源投资组合,并将作出最大的贡献可再生能源发电在所有的候选人,到2040年,因为它是干净的,零排放,与高可靠性和可再生发电来源。光伏阵列的输出电压是相对较低。为了满足高总线电压要求全桥,网格状,或多级并网逆变器。太阳能逆变器可以入一个商业电网或使用网电网络。太阳能逆变器的特殊功能适用于光伏阵列最大功率点跟踪翻译(MPPT)和anti-islanding保护。 |
| 图1。显示了理想的太阳能电池的电流-电压和p - v特性曲线。达到最大功率时的公式, |
| Pmax = Voc*我sc |
| 在那里,Voc=开路电压 |
| 我sc=短路电流。 |
| Pmpp= V国会议员*我国会议员 |
| 在那里,V国会议员=最大可能电路电压和 |
| 我国会议员=最大可能的电路电流。 |
| 电流控制PWM逆变器广泛应用于高性能AC的司机,因为他们带来实质性的好处在消除定子动态的系统。电流控制器的主要目的是迫使负载电流矢量根据参考电流轨迹。变频器系统的性能主要取决于所使用的类型的电流控制技术。在电流控制器负载电流,作为PWM调节器的输入错误,提供逆变器开关信号。 |
| 图2。显示了单相全桥逆变器的等效电路连接到电网。当光伏阵列提供了少量直流电源升压转换器。升压转换器提高光伏阵列输出功率及其逆变器块。在pwm逆变器将直流转换成交流与帮助的门开关脉冲。最后同步相位和频率的逆变器输出电压与电网电压。 |
文学SURVAY |
| Alamelu Nachiappan, Sundararajan Malarselvam解释说,滞后固定带控制器逆变器提供了良好的负载电流动态响应为基础,良好的性能,这是概念上很简单,不需要复杂的电路实现(或)处理器。 |
| 奥马尔·大卫·穆尼奥斯总结的PWM脉冲genearation Arduino的帮助是非常简单和h桥逆变器的能力可选择的频率输出。 |
| 李在使馆和乡宁县新给详细提出概念性解决方案加强高,低成本和高效率直流/直流转换器。 |
| Sachin jain和希瓦普拉萨德巴拉吉,Vivek agarwal结论如果直流电压源大于栅极电压峰值,建议逆变器应在巴克配置高功率应用,导致峰值电感电流水平降低,在buck-boost低功率应用程序利用简单的控制和低栅极电流总谐波失真(THD)。 |
逆变器模型 |
| 本文四个功率mosfet, IRF840和4快恢复二极管,FR407,选择构造逆变器。单相逆变器的完整详细的示意图见图3。然而,igbt应选用mosfet的而不是为了构建一个大规模的系统因为igbt是成本有效的额定功率增加。 |
| 的voltage-bidirectional二象限交换机的性能阻碍正负电压,但只进行积极的电流。当开关在关闭状态,控制器将MOSFET。然后二极管块负电压,正电压和MOSFET块。串联可以阻止负电压的二极管电压等级,和积极的电压MOSFET额定电压。然而,积极的从变换器的电流就分布式线只有当变换器输出电压大于栅极电压加上二极管正向偏压电压。光学隔离栅驱动电路用于驱动逆变器开关。单相逆变器由四个开关元素,因此两个hi-side门驱动电路和两个lo-side栅极驱动电路是必需的。每个hi-side电路必须单独驱动的接地,如图3所示。第三和第四季度,因为开关电连接。第一个hi-side电路是由VDD3并提供“Hi1”命令,而另一个hi-side电路是由VDD4和命令开关第四季度通过“Hi2”命令。相比之下,下部的两个电路可以和接地由同一电源供电,这是VDD5尊重一个模拟地面“2”,因为这两个开关Q5和Q6电连接。 |
PWM脉冲的一代 |
| 脉冲宽度调制(PWM)技术的特点是生成常数振幅调制的脉冲宽度调制脉冲的工作周期。PWM脉冲的框图表示代图4所示。模拟PWM控制需要参考和载波信号的生成feed比较器,它是基于一些逻辑输出,最后输出是推导出功率MOSFET开关IC IR2110的帮助。参考信号输出正弦波或方波,锯齿或三角波载波信号的频率显著大于参考。PWM脉冲的波形表示图五所示。有各种类型的PWM技术,得到不同的输出和逆变器的选择取决于成本,噪声级和功率效率。本文我们可以选择正弦脉宽调制方法,它提供了效率高90%,它与今天的数字微处理器兼容。 |
PWM技术的主要优势: |
| •降低切换损失 |
| •直流电源是利用它提供更高的输出电压相同的直流供电。 |
| •线性控制电压和电流的。 |
滞环控制器 |
| 修正正弦磁滞控制器有义务控制和塑造等它匹配的输出电流参考电流。图7。介绍了概念图的修正正弦磁滞控制器。根据图7,控制器接收两个输入,参考电流(Iref)和输出电流(Io)。Iref是由Arduino单片机。输出电流(Io)是测量和HCPL788J signal-conditioned,光学孤立的传感器。一个差分放大器,OP-07D单位增益,然后减去输入;因此产生的误差信号,我错误=我o——Iref |
| 滞环控制器,THS4021ID比较的误差信号是否津贴差距,如图7所。这容许缺口被称为从图7,被称为“磁滞差距”或滞后乐队(HB)”,被定义为, |
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过零检测器 |
| 讨论二阶导数过零检测器是一种传感器,检测到栅极电压的上升边;它生成表示频率的周期性脉冲信号和栅极电压的积极信号。这个周期信号是利用在两个控制算法。首先,在当前水槽算法,Arduino单片机检测的中断后,开始执行其余的程序中断发生。第二,它是用于孤立的算法;这个算法监测电网频率和停止程序如果发生任何故障条件。根据Fig.8, 220 - Vrms栅极电压衰减是9-Vrms 50 hz电压的电压互感器。齐纳二极管,1 n5231b,限制这个减毒5-Vpk信号电压。LM339 quad-comparator IC,重建这个信号为方波信号。最后,74 ls123,单稳态多谐振荡器,方波信号转换为周期性的脉冲信号。 |
MATLAB /仿真结果 |
| 逆变器是实现和模拟使用MATLAB的仿真软件和simpowersystem工具7.10.0 (R2013a)。首先给出了太阳辐射和温度作为输入到光伏模型。根据光伏面板的输入产生一个输出电压。上述fig.9显示了仿真模型的单相逆变器与RL网格。 |
| 光伏的输出模型不是常数,它太小了。为了提高电压,使输出恒定不论介绍了提高转炉温度的变化。然后提高电压转换为交流分量通过使用逆变器和功率注入电网的发展。从fig.10选通脉冲逆变器的开关模块。 |
| 的详细参数逆变器、太阳能光伏阵列,电网和其他组件规范是为了模拟表所示。 |
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| 滞环控制器用于生成PWM脉冲。Fig.11显示了MATLAB / simulink模型的滞后控制器和Fig.12和13的输入和输出波形滞后控制器模型。 |
| 栅极电流和电压波形图14所示。从这个图栅极电流和电压波形是积极的。所以,在输入端功率的逆变器是正的。因此我们说,作为源。当电网电压和逆变器电流同相,它提供了功率因数几乎是统一的。从电网电流逆变器。因此我们从公用电网吸收力量。所以,我们的逆变器作为负载。 |
| 栅极电流和电压波形图15所示。从这个图我们清楚地检查,电压是积极的和当前是- ie。,当前阶段转移到1800(或)与电网相电压。所以,权力是负的,因此它作为负载。电网的电流逆变器。因此我们公用电网注入力量 |
结论 |
| 提出的单相电网连接逆变器系统的设计进行了分析和模拟,使用MATLAB / SIMULINK的。太阳能光伏发电系统的输出用于公用电网注入力量,也用来喂养一个阶段住宅负荷。因此,这个提议配置可以大大减少了现有的电力需求,限制了使用传统的发电技术,它也是唯一手段应对未来的电力需求。它节省了化石燃料的消耗,限制全球变暖并保持环境干净和绿色。 |
数据乍一看 |
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引用 |
- Alamelu Nachiappan Sundararajan。K和Malarselvam。V”电流控制电压源逆变器使用滞后控制器和PI公司技术特点”,IEEE 2012。
- 奥马尔·大卫·穆尼奥斯”设计策略3 -变频驱动(VFD)”阶段,高级工程,电气Engg部门,加州理工州立大学San Luis obispo.2011。
- 李王Ying-Hao林,“动态稳定分析光伏阵列的连接到一个大型公用电网”,IEEE 2000。
- 莫莱森Abdar,。chakravarthy、D.H.摩尔J.M.默里·Loparo”,设计和实现一个基于个体的具体Grid-Tie逆变器微型智能电网"。
- 单相光伏系统发电使用修正正弦滞环电流控制,先生Chainon Chaisook, Assoc。博士教授博士Ake Chaisawad Veerapol Monyakul、控制系统和仪表工程、Mongkut7s国王科技大学Tho ~ lburi, 2002
- Sachin Jain和希瓦普拉萨德巴拉吉,Vivek agarwal“通用单级网格连接逆变器”,IEEE反式。第一,能源Convers vol-23 pp.128 - 137, - 2008年3月。
- S.M.Cherati N.A.Azli,克里Ayob和。Mortezaei”,当前模式PI控制器设计单相PWM逆变器”,IEEE电力电子应用Collloquim (IAPEC)”, 2011年。
- 由M.H.Rashid电力电子。
- 由Dr.P.S电力电子。Bimbhra Kanna出版商,第四版,2010年版。
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