新型光伏并网电路拓扑结构制造技术

本发明专利技术公开的光伏并网电路拓扑结构，在太阳能电池板和变压器间设有由ＰＳＯＣ可编程片上系统、乘法器电路、Ｄ类功率放大器及ＰＬＬ锁相环电路组成并网逆变器，变压器副边两端串联Ｌ电感和Ｕｇ等效电网；利用ＰＯＳＣ可编程片上系统对于太阳电池板所产生的端电压和线路电流进行实时采样，并和反馈电压电流进行比较，通过两个时刻的功率比较调整单端反激负反馈电路中的Ｄ类功率放大器的ＰＷＭ输出，使太阳能电池板工作在最大功率输出点，提高光伏并网发电的效率，本发明专利技术免去外部滤波器并降低电磁干扰（ＥＭＩ），省掉的外部滤波器不仅降低了电路板空间要求，同时大幅降低了很多便携式、紧凑型应用的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能光伏并网系统，特别是提高太阳能电池板的输出功率的、 使太阳能供电系统工作在最大输出功率点的新型光伏并网电路拓扑结构。
技术介绍
太阳能是一种清洁高效的可再生能源，太阳能电池板将太阳能转化成电能 以供使用，目前典型光伏并网系统包括光伏阵列、直流-直流变换器、逆变器 和集成的继电保护装置，其中，传统逆变器需要一个外部低通滤波器以从脉宽 调制信号(PWM)输出波形中提取50HZ的信号。传统光伏并网逆变器存在的问题①传统逆变器电路主要缺点是需要外部LC滤波电路，这不仅增加了方案的总成本和体积、重量，而且降低了电效率，不但如此，更重要的是由于调制谐波过大，即便外加了LC滤波电路，仍有相当大的谐波分量， 一般在THD在1096左右， 对于电网的污染相当严重；②传统逆变器输出波形为高频方波，并具有陡峭的 过渡沿，因此输出频谱会在开关频率及开关频率倍频处包含大量频谱能量。因 此EMI (电磁干扰)性能较差。③传统逆变器体积较大，不利于电路板空间要求。为了使太阳能电池板工作在最大输出功率点，目前大都采用复杂的软硬件实现 太阳能电池最大功率点进行跟踪控制，目前采用的手段是使用嵌入式软件的单 片机及其复杂的外围电路实现，其产品成本较高、体积较大而不利于在便携式/ 紧凑型产品上应用。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术旨在提出一种主要由PSOC可编程片上系统和丁类放大器构成并网逆变器的新型光伏并网电路拓扑结构。本专利技术是这样子实现的光伏并网电路拓扑结构，其特征在于在太阳能 电池板和变压器间设有由PSOC可编程片上系统、乘法器电路、D类功率放大器及PLL锁相环电路组成并网逆变器；太阳能电池板输出端两路， 一路分别连接D 类功率放大器的一输入通道和PS0C可编程片上系统的输入端，另一路直接和变 压器原边一端连接，D类功率放大器输出通道与变压器原边另一端连接；PSOC 可编程片上系统输出端与乘法器电路输入端连接，乘法器电路输出端连接D类 功率放大器一输入通道，PLL锁相环电路分别与乘法器电路和变压器副边绕组端 连接构成单端反激负反馈电路；变压器副边两端串联L电感和Ug等效电网。PS0C可编程片上系统的核心芯片是型号为CY8C29466芯片。本专利技术的有益效果为利用POSC可编程片上系统对于太阳电池板所产生的 端电压和线路电流进行实时采样，并和反馈电压电流进行比较，通过两个时刻 的功率比较调整单端反激负反馈电路中的D类功率放大器的PWM输出，使太阳 能电池板工作在最大功率输出点，提高光伏并网发电的效率，本专利技术免去外部 滤波器并降低电磁干扰(EMI)，省掉的外部滤波器不仅降低了电路板空间要 求，同时大幅降低了很多便携式、紧凑型应用的成本。图l为本专利技术电路原理图2为本专利技术的最大功率点跟踪控制算法流程图;图l中l.太阳能电池板；2.变压器；3. PS0C可编程片上系统；4.乘法器 电路；5.D类功率放大器；6.PLL锁相环电路；7.Ug等效电网。对图2中的算式符号进行说明，k为时间参数。电压微分du; k瞬间电压U(k); k—l瞬间电压U(k—l);电压增量A (U); 电流微分di; k瞬间电流i(k); k—l瞬间电流i(k一l);电流增量A (i);控制电压Uref;控制电压负差Uref—C;控制电压正差Uref十C。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如附图说明图1所示，本专利技术光伏并网电路拓扑结构，在太阳能电池板1和变压器2 间设有由PS0C可编程片上系统3、乘法器电路4、 D类功率放大器5及PLL锁相 环电路6组成并网逆变器；太阳能电池板1输出端两路， 一路分别连接D类功 率放大器5的一输入通道和PS0C可编程片上系统3的输入端，另一路直接和变 压器2原边一端连接，D类功率放大器5输出通道与变压器2原边另一端连接； PS0C可编程片上系统3输出端与乘法器电路4输入端连接，乘法器电路4输出 端连接D类功率放大器5 —输入通道，PLL锁相环电路6分别与乘法器电路4和 变压器2副边绕组端连接构成单端反激负反馈电路；变压器2副边两端串联L 电感和Ug等效电网7。本专利技术采用D类放大器采用PWM输出至器件输入的负反 馈环路、闭环方案不仅可以改善器件的线性，而且具有电源不稳定、干扰的抑 制能力，具有噪声整形功能的反馈环路，可极大的减低由脉冲宽度调制器、输 出级、以及电源电压偏离非线性引起的噪声。PS0C可编程片上系统3的核心芯 片是型号为CY8C29466芯片，采用PS0C可编程片上系统3即可实现使用一块芯片就可以配置成具有多种不同外围元器件的微控制器，建立一种可配置嵌入式 微控制器，用以实现从确定系统功能开始到软/硬件划分，并完成设计的整个过 程，因此能适应非常复杂的实时控制需求，应用其可大大提高产品研发效率， 降低系统开发的复杂性和费用，同时增强系统的要可靠性和抗干扰能力。如图1和图2所示，通过本专利技术光伏并网电路拓扑结构及其最大功率点跟 踪控制算法流程图对本专利技术进行说明。步骤l 0 0 :启动开始；步骤l 0 1: PSOC可编程片上系统开始检测端电压和线路电流；步骤1 0 2 :对两相邻时刻(时间参数为整数k= 1 ， 2 ， 3，…)的端电压微分du=u (k) -u (k-1)和线路电流微分di=i (k) -i (k-l)并自动分析其端电压增 量A(u):-di^i(k)和线路电流的增量A(i)-di化(k)，即对瞬间的端电压和线路电 流的变化自动分析；步骤l 0 3:对电流增量A(i)和电压增量A(u)进行对比，若A(iH厶(u)，则控制电压相等步骤l 0 4返回到步骤1 0 0，并输出Uref控制有功输出； 若步骤l 0 3的电流增量A(i)和电压增量A(u)不相等，则进行步骤l 0 5;步骤l 0 5:若电压增量大于电流增量，即A(u)〉A(i)，则进行步骤l 0 6，控制电压Uref等于控制电压负差Uref—C，即Uref=Uref—C，并输出 Uref控制有功输出；若若电压增量不大于电流增量，则进行步骤l 0 7，控制 电压Uref等于控制电压正差Uref十C，并输出Uref控制有功输出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
光伏并网电路拓扑结构，其特征在于：在太阳能电池板和变压器间设有由ＰＳＯＣ可编程片上系统、乘法器电路、Ｄ类功率放大器及ＰＬＬ锁相环电路组成并网逆变器；太阳能电池板输出端两路，一路分别连接Ｄ类功率放大器的一输入通道和ＰＳＯＣ可编程片上系统的输入端，另一路直接和变压器原边一端连接，Ｄ类功率放大器输出通道与变压器原边另一端连接；ＰＳＯＣ可编程片上系统输出端与乘法器电路输入端连接，乘法器电路输出端连接Ｄ类功率放大器一输入通道，ＰＬＬ锁相环电路分别与乘法器电路和变压器副边绕组端连接构成单端反激负反馈电路；变压器副边两端串联Ｌ电感和Ｕｇ等效电网。

【技术特征摘要】
1.光伏并网电路拓扑结构，其特征在于在太阳能电池板和变压器间设有由PSOC可编程片上系统、乘法器电路、D类功率放大器及PLL锁相环电路组成并网逆变器；太阳能电池板输出端两路，一路分别连接D类功率放大器的一输入通道和PSOC可编程片上系统的输入端，另一路直接和变压器原边一端连接，D类功率放大器输出通道与变压器原边另一端连接；PSOC可...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵剑青，马德林，
申请(专利权)人：赵剑青，马德林，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]