逆變器參數(shù)需求如下：

1、MPPT以及INV電路設計

              直流側(cè)：單路MPPT輸入范圍為120-500V,最大支流輸入為12A；

                          我們直接選取BOOST拓撲作為MPPT電路；

              交流側(cè)：并網(wǎng)電壓為220V，最大輸出功率3KW，最大交流輸出電壓15A；

                          我們直接選取H4拓撲作為INV電路；

整體電路框架如下圖：

參數(shù)計算：BOOST跟INV開關管頻率設計為20KHz，BUS母線最低電壓350V

BOOST電感計算如下：

INV電感計算如下：

開關管選型：BOOST管跟H4開關開關管都用同一型號的IGBT管子：FGA40N65SMD

                  BOOST續(xù)流二極管：APT30DQ60BG

期待繼續(xù)更新

2、結(jié)緣阻抗檢測電路設計；

       光伏逆變器結(jié)緣阻抗檢測其實檢測的是PV+和PV-對大地的阻抗，模型如下

如何去求解，兩個未知變量RX1和RX2呢？

學過數(shù)學多元方程，我們知道兩個未知量，要有兩個狀態(tài)方程來求解：

我們通過一個繼電器，通過繼電器的斷開和吸合，我們就可以得到兩條狀態(tài)方程：

通過上面的數(shù)學推算可以計算出PV+和PV-對大地的結(jié)緣阻抗RX1和RX2，通過判斷RX1和RX2的阻值大小就可以判斷出PV+和PV-對大地形成短路；

3、GFCI漏電流檢測電路設計；

     漏電流檢測，當逆變器機殼沒有可靠接地的時候，人體觸摸到逆變器這時候跟大地構(gòu)成回路，會對人造成觸電現(xiàn)象，為了保護人身安全，逆變器必須具備能夠檢測到漏電流的能力，主動脫離電網(wǎng)，保證人體安全；

漏電流模型如下：

怎樣去檢測漏電流呢?原理很簡單，正常不漏電情況下，L跟N線之間的電流矢量和為零；漏電情況下，L跟N線之間的電流矢量和不為零；

下面分享一份關于GFCI（漏電流檢測裝置）的分析文檔：

GFCI原理分析.pdf

樓主繼續(xù)

謝謝分享，請繼續(xù)。

圍觀圍觀

可以采用兩級式非隔離結(jié)構(gòu),前級采用Boost變換器完成直流側(cè)光伏陣列輸出電壓的升壓功能以及系統(tǒng)的最大功率點跟蹤(MPPT),后級采用經(jīng)典的單相全橋逆變器,完成并網(wǎng)逆變功能.

二、軟件系統(tǒng)搭建；

1、MPPT軟件算法實現(xiàn)；

     對于3KW的逆變器前級一般用的是Boost拓撲，BOOST是最基本的升壓拓撲，具體工作原理就不在贅述；

比較常見的用法都是控制BOOST的輸出電壓；如下圖：

但是對于光伏應用來說，由于光伏面板的電壓是動態(tài)的曲線，要找最大的功率點必須要控制住面板的電壓（也就是BOOST的輸入電壓）；

我們對此提出疑問，BOOST電路能否穩(wěn)住輸入側(cè)的電壓？？？

答案是肯定的我們下面進行驗證，先搭下控制環(huán)路，如圖一：

根據(jù)控制環(huán)路搭建仿真模型，如圖二：

仿真結(jié)果如圖（輸入電壓被控制在給定電壓70V）：

上面我們已經(jīng)實現(xiàn)了BOOST控制輸入電壓，那怎么去尋找光伏面板的最大功率點呢？

我們做這樣的假設，先給定電壓Uref=Uo，然后計算光伏面板的功率P1；接著給定電壓Uref=Uo+△U，然后計算光伏面板的功率P2；接著給定電壓Uref=Uo-△U，然后計算光伏面板的功率P3；通過比較P1、P2、P3，找出最大的功率點，然后將給定值Uref=Upmax；如此反復循環(huán)最終是否就能找到了光伏面板的最大功率點呢？

下面通過仿真驗證：系統(tǒng)仿真如下圖：

光伏面板參數(shù)設置如下：

MPPT仿真波形如下：（通過仿真可以看出BOOST已經(jīng)實現(xiàn)了MPPT功能）

二、軟件系統(tǒng)搭建；

2、并網(wǎng)鎖相算法實現(xiàn)；

         為什么并網(wǎng)逆變器要鎖相？這是一個比較重要的一個問題；首先我們的光伏并網(wǎng)逆變器，主要作用是最大效率的將太陽能轉(zhuǎn)化為電能并輸送到電網(wǎng)上；但是由于我們的電網(wǎng)類似等效于一個50Hz的交流電壓源，這樣就決定了我們的光伏逆變器必須是控制電流輸出的（因為如果我們的逆變器也是電壓輸出，兩個電壓源是不能并聯(lián)的）；為了將我們的電能100%輸送給電網(wǎng)，那我們逆變器的電流角度就必須要跟市電的角度一樣，這樣才能保證輸送給電網(wǎng)的電能100% 是有功功率；

       知道了為什么要鎖相，那接下來的問題是怎么去鎖相？要實現(xiàn)鎖相就必須得到關于市電的一對正交因子；

我們假設市電Va=Vmax*sin（100π*t）；要實現(xiàn)鎖相就要設法得到一個跟Va正交的要個信號

Vb=Vmax*sin（100π*t-90°）=Vmax*cos(100π*t)；我們在進一步推算，如果這兩個正交因子進行向量積和×乘，是不是可以得出一個固定的值；也就是Park變換；

Ud（Θ-Θ0）=cos(Θ-Θ0)*Vmax（Θ-Θ0）+sin(Θ-Θ0)*Vmax（Θ-Θ0-90°）;

Uq（Θ-Θ0）=-sin(Θ-Θ0)*Vmax（Θ-Θ0）+cos(Θ-Θ0)*Vmax（Θ-Θ0-90°）;

在進一步分析，如果對Uq進行PI控制，使得Uq=0；那么Θ=Θ0 ，系統(tǒng)角度是不是就被時刻跟蹤住了；

        也就是要實現(xiàn)鎖相，最主要的就是如何通過對市電采樣，然后分離出一對正交因子；下面我們主要介紹三種方法去求解正交因子：（下面的計算都是基于DSP采樣頻率為20KHz的計算）

         方法一（求導法）；

假設我們市電的信號是A（t）=310*（sin（100π*t））

那對應的正交因子應該是B（t）=310*（cos（100π*t））

在實際DSP采樣中我們是不知道我們的信號實際是怎樣的，只能知道輸入信號是一個正弦信號；

但是我們知道一個正玄信號求導剛好變成一個余弦信號，這正好就是我們要求得正交因子呀；

我們知道對A函數(shù)的求導A`(t)=[A(t+△t)-A(t)]/△t

這時候我們直接看A(t)=310*(sin(100π*t))----->A`(t)=310*100π*（cos（100π*t））

也就是我們所要求的B（t）=A`(t)/100π；

明白這里，在回去看代碼

U[2]=[A(t+△t)-A(t)]，△t=1/20000，   B(t)=Ube=[A(t+△t)-A(t)]/△t/100π=63.694*U[2];

考慮這樣計算出來的B(t)是滯后于A(t)一個采樣周期的，

所以加了補償B(t)=63.694*（U[2]*05+U[3]*0.5）（具體補償效果根據(jù)實際修改參數(shù)）; 

      方法二（數(shù)組移項法）：

我們定義另個數(shù)組Ua[400],Ub[400], 然后將數(shù)組Ua、Ub對市電一個周期進行采樣存儲，接著我們對數(shù)組Ub進行右移100的數(shù)據(jù)點，這時候也實現(xiàn)了一市電的一組正交因子；如下圖：

方法三（廣義積分法）：

        廣義積分法也就是經(jīng)常論文看到的SOGI算法；說白了就是設計兩個傳遞函數(shù)，這兩個傳遞函數(shù)分別對我們的輸入信號也就是市電的采樣信息，進行運算，得到兩個正交信號；

下面通過搭建三種求正交因子的仿真如下：

仿真數(shù)據(jù)如下：（三種方法都能準確鎖相）

到此為止，我們鎖相已經(jīng)實現(xiàn)了；

二、軟件系統(tǒng)搭建；

3、MPPT追蹤并網(wǎng)算法實現(xiàn)；

     前面已經(jīng)講過MPPT功能以及實現(xiàn)了市電的鎖相了，接下來就是如何將前級MPPT跟后級逆變串聯(lián)起來：

如上圖：就是整個光伏逆變器的系統(tǒng)；前級BOOST通過MPPT功能將最大的太陽能能量輸送給中間母線，而后級逆變則是在母線上獲取能量輸送到電網(wǎng)上；那這樣如果我后級逆變的主要功能是穩(wěn)住母線，這樣的話前級BOOST輸送的能量通過母線就跟后級逆變串聯(lián)起來了，而且實現(xiàn)了能量的平衡，前級往母線輸送多少能量，后級逆變就從母線上吸收多少能量；

系統(tǒng)仿真波形如下：

二、軟件系統(tǒng)搭建；

4、防孤島算法檢測實現(xiàn)；

      隨著分布式發(fā)電的迅速發(fā)展，越來越多的太陽能被轉(zhuǎn)化為電能并通過并網(wǎng)逆變器輸送到電網(wǎng)，對電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運行提出了挑戰(zhàn)  ，隨之而來的一個必須要解決的問題就是并網(wǎng)逆變器的孤島檢測。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的孤島效應是指當電網(wǎng)停止供電時，由于光伏電站未能及時檢測出電網(wǎng)狀態(tài)的變化而未能將自身切離電網(wǎng)，和周圍負載形成一個電網(wǎng)無法掌控的孤立供電區(qū)域  。孤島效應可能會對電路檢修人員和用電設備造成嚴重危害，所以研究孤島檢測具有重要的意義。

正常逆變器的鎖相環(huán)如下：

為什么加入角度正反饋，就能識別出孤島效應呢？

在正常并網(wǎng)的情況下，由于電網(wǎng)是個電壓源，我們往電網(wǎng)注入電流，并不會改變電網(wǎng)的相位，所以由市電鎖相出來的角速度一直是一個固定的值；所以正常并網(wǎng)情況下，由于加入了角度正反饋，注入電網(wǎng)的電流其實是跟市電有一個微小的相位差的，如下圖：

在孤島情況下，鎖相環(huán)輸入的電壓，不再是一個電壓源了，這時候這個輸入電壓跟我們注入的電流息息相關，也就是如果我們的注入電流頻率越來越大，鎖相環(huán)出來的角速度也是越來越大，這樣的話，我們通過判斷鎖相環(huán)出來的角速度，就能夠識別出孤島效應了；

下面通過搭建仿真驗證算法可行性：

不加角度擾動，仿真波形如下：逆變器脫離電網(wǎng)后，繼續(xù)一直在正常工作；

加入角度擾動后，逆變器迅速識別到孤島效應，關閉逆變器：

學習了，祝福版主取得大獎！

厲害 不錯的技術帖

高手。

太厲害了，祝樓主抱的大獎!

知道了為什么要鎖相，那接下來的問題是怎么去鎖相？要實現(xiàn)鎖相就必須得到關于市電的一對正交因子；

我們假設市電Va=Vmax*sin（100π*t）；要實現(xiàn)鎖相就要設法得到一個跟Va正交的要個信號

請教一下，為什么要得到這個正交信號

這個問題你最好收一下相關論文去看一下，我解釋不了

樓主，受教了！

學習了。謝謝

我要收藏后仔細消化，有點高深，不會算。

學習學習，學習學習。

正在開發(fā)5KW單相逆變，求完整設計方案和資料，請發(fā)郵箱：high-power168@163.com，感謝！

好東西

電感計算的軟件可以分享下嗎？

計算的軟件能分享嗎？

ging_ge@163.com

講得非常好！

樓主，真厲害