风光逆变并网系统设计与实现

　　0 引言

　　近二百年来，人类利用煤、石油及天燃气作为能源，使生产力提高近200倍。然而化石能源逐步枯竭，而且污染等也很严重。随着能源问题的日益突出，寻找新型绿色能源已经是刻不容缓的问题。而在公认的绿色能源中，数太阳能和风能是最容易获取并高效利用的能源。

　　本文以太阳能，风能为中心，设计一个风光并网发电的模拟装置，能够将太阳能或者风能发电机的直流电压转换为交流电，并检测外网交流电的频率和相位，动态的调整自己的交流电的波形，使得与外网电能同频同相。该装置在设计时考虑了发电机的内阻。在测试时以60 V直流稳压电源模拟理想的太阳能电池板或者风力发电机，电源输入级串联一个30 Ω功率电阻模拟发电部分的内阻。

　　该装置体积小巧，成本低廉，易于量产，人界交互界面友好，并附带输入电压监控，输出过流监控实时动态相位监控等多种监控设置也使得该装置安全性能很好。稍加改动即可广泛应用。

　　1 方案论证

　　1.1 主功率电路拓扑方案

　　方案一：全桥逆变。

　　全桥由4只功率开关管管组成，分为2组，其中Q1和Q4为一组，Q2和Q3为一组，两组交替通断，输出交流方波电压经LC低通滤波器后得到交流正弦输出电压(见图1)。全桥型逆变器的输出滤波电容电压连续可测的。该电路输出经LC滤波后便能得到很好的波形。