分布式发电用单相中小功率并网逆变器的研制

提出了一种基于美国TI公司TMS320LF240 DSP芯片的直接并网逆变器的实现方案。该并网逆变器采用了基于空间矢量图计算的倍频式SPWM控制策略，硬件和软件设计简单可靠，特别适用于中小功率分布式发电的场合。实验波形和分析证明了该套方案的有效性和稳定性。 分布式发电是一种创新的能源利用方式，它通过将小型的、分散的发电单元连接到电网，以提高能源效率和环保性能。在这一领域，单相中小功率并网逆变器扮演着至关重要的角色。本文主要介绍了一种基于TI公司的TMS320LF240 DSP（数字信号处理器）芯片设计的并网逆变器，该逆变器采用空间矢量图计算的倍频式SPWM（脉宽调制）控制策略。 1. 并网逆变器方案： 该逆变器设计的核心是使用TMS320LF240 DSP芯片进行控制，它具备高性能和高可靠性，特别适合于中小功率的分布式发电系统。倍频式SPWM技术提高了逆变器的开关频率，降低了谐波含量，同时简化了硬件和软件设计，确保了系统的稳定性和有效性。 2. 间接电流控制策略： 逆变器采用间接电流控制策略，目的是使并网电流与电网电压相位一致，保持单位功率因数，减少无功功率的传输。通过电压矢量图计算，可以调整输出电压的幅值和相位，以控制并网电流，同时确保电感上电压始终超前并正交于电网电压，维持功率因数在理想状态。 3. 硬件系统设计： 系统硬件包括DSP控制核心、电压电流检测、控制与保护、驱动、控制电源和人机界面。电压和电流检测通过隔离元件实现，如工频采样变压器和霍尔元件。同步检测电路用于获取与电网同步的信号，而过流保护则利用NMI中断功能，一旦电流超过预设阈值，立即切断控制脉冲，保护系统安全。 4. 软件设计与实现： 逆变器采用单极性倍频SPWM控制，输出电压频率翻倍，降低谐波，优化滤波效果。软件部分还包含了中断程序的软件滤波，以提高检测精度和系统的整体稳定性。 总结来说，本文提出的分布式发电用单相中小功率并网逆变器方案，结合了先进的控制策略和硬件设计，旨在提高能源转换效率，减少对电网的谐波污染，适应分布式发电系统的需求。这种解决方案不仅有助于优化电力资源的分配，还能促进可再生能源的广泛使用，对未来的能源结构转型具有重要意义。