为了节约能源和保护环境，人们已经努力发展和使用可持续能源。光伏发电、风力发电和燃料电池发电将成为今后主要的分布式发电方式。所设计的分布式发电微网控制系统，将分布式电源发出的最大功率通过微控制器、H桥电路、驱动电路、采样电路双闭环控制、储能装置，在负载或分布式电源输出功率变化时，利用双闭环系统以稳定直流母线电压，该系统使得最大功率跟踪模块能量可以向电网输送，实现能量的双向流动。经过测试，控制系统可以完成光伏电池的最大功率的输出控制，并使得在电压稳定度的范围内很小，且达到很高的稳压精准度。
分布式发电微网控制系统是针对可再生能源，如光伏发电、风力发电和燃料电池发电，设计的一种高效能量管理方案。这种系统旨在优化分布式电源的输出，确保在负载需求和电源功率波动时，能够稳定直流母线电压，实现能量的双向流动。本文将深入探讨其硬件结构和软件设计。
1. 硬件结构
1.1 控制系统结构
微网控制系统由六大部分组成：分布式电源、最大功率跟踪模块、直流母线、负载、网络控制器和储能装置。最大功率跟踪模块通过微控制器与H桥电路协同工作，动态调整电源输出，确保在光照强度变化时，光伏电池仍能输出最大功率。双闭环控制（电压和电流）在负载变化或电源输出不稳定时，维持直流母线电压恒定。
1.2 升降压电路
H桥电路由MOSFET管、电解电容和二极管构建，用于实现电压的升压和降压。大电容起到滤波和储能的作用，保证输入电压稳定。小电容消除输出波形的毛刺，提供平滑的电压输出。
1.3 电流和电压采样
电流和电压的采样是通过INA114放大器进行的，配合电阻和基准电压Vref，确保A/D转换的精度，保护单片机正常工作。
1.4 驱动电路
驱动电路采用隔离技术，减少对控制电路的干扰。MOS管驱动芯片TPS2811负责快速启动MOS管，提高系统的响应速度和抗干扰能力。
1.5 电源模块
电源模块包括主电路供电和控制电路供电，采用IA0512芯片实现电气隔离，防止磁干扰，确保控制电路的稳定性。
2. 软件设计
2.1 PI算法程序
控制系统的软件设计中，PI控制器是关键。它通过比例和积分运算，动态调整H桥电路的占空比，以实现电压和电流的双闭环控制，确保电压稳定度高且精度高。
2.2 其他软件功能
除了PI算法，软件还应包括最大功率点跟踪（MPPT）算法，用于实时追踪光伏电池的最大功率输出。此外，还有故障检测和保护机制，以应对异常情况，例如过电压、过电流或短路。
总结，分布式发电微网控制系统通过智能硬件和软件结合，提高了可再生能源的利用率，实现了能源的高效管理和稳定供应。这种系统对于促进清洁能源的广泛应用和提高能源效率具有重要意义。
