基于dsPIC的一种改进的PV逆变器设计

3 逆变器软件设计

此太阳能微型逆变器软件结构主要是由太阳能微型逆变器的状态机(包括功率转换程序)组成。微逆变器软件采用状态机来确定系统的工作模式。状态机在定时器中断服务程序(Interrupt Service Routine，ISR)内每隔100μs执行1次。状态机对片上外设进行配置以执行正确的功率转换算法。

部分程序代码如下：

系统初始化过程：当太阳能微型逆变器开启时，系统会进入初始化程序，将其所有外设、变量和常量初始化。系统的状态将初始化为系统启动状态。状态机首先监视所有系统变量和输入输出的状态。如果检测到任何故障，它会检查：电网电压条件，电网频率条件，逆变器输出交流电流条件，PV电池板电压条件和反激MOSFET电流条件。如果上面描述的任一条件没有在指定限值之内，则状态机会将系统状态切换到SYSTEM_ERROR模式。如果所有条件均在指定限值范围之内，状态机将首先计算输入PV电压和输出电网电压及其频率，然后设置systernStart Flag以启动系统使其正常工作。它会重新初始化所有必需的控制环变量，以确保在PWM初始切换期间的可靠工作。在将所有必需的控制环变量初始化之后，系统状态会切换到DAY_MODE工作模式。如果其中有任一条件未满足，则会切换到SYSTEM_ERROR工作模式。

4 测试结果

图5所示为单级并联耦合微逆变器实测电网电压和电流，图中峰值较大的为电网电压信号，峰值较小的是电网电流信号。图6所示是PV电池板的电压纹波和电流纹波。按照GB／T 19939-2005的要求，光伏并网逆变器总输出谐波电流应小于逆变器额定输出的5％。

如表1所示，由实测结果可知该微逆变器的主要指标达到：最大输出功率为185 W，标称输出电压为230 V，标称输出电流为0．8 A，输出电压范围为180～264 V，标称输出频率为50 Hz，输出频率范围为47～53 Hz，功率因数大于等于0．95，总谐波失真小于等于5％，效率为最大效率等于95％。最大功率点追踪为99．5％，最小效率大于0．8。实测证明，单级并联耦合微逆变器具有交流纹波小，输入电压范围大，成本低，结构简单等特点。


5 结语

本文设计改进并实现了一种新型太阳能并网单级并联耦合微逆变器。该逆变器输出的交流电压波形为正弦波，正弦波逆变器的优点是：输出波形好，失真度低，对通信设备无干扰，噪声也很低。此外，保护功能齐全，对电感性和电容型性负载适应性强。而MOSFET功率器件的采用使得逆变器具有开关速度快，驱动功率小，线性好，过载能力强等特点。