固纬电子电力电子教学小课堂 | 第三十六讲: 光伏发电三相并网系统

 本案例由案例实现框图、设备及其接线、实验过程和结果组成。

案例实现框图

  本光伏发电三相并网系统框图如图1所示。即光伏发电三相并网系统通过PEK-550模组在PTS5000平台上实现。PTS5000实验平台主要由PSW 160可编程直流电源、PEL-3031直流电子负载、功率计、ASP-300模拟交流电源和GPL-500交流电子负载等组成。

图1 光伏发电三相并网系统框图

案例实现接线图

案例实现接线图如图2所示

图2 案例实现接线图

  在案例实验中，PEK550模组是关键部件。

  PEK-550 为三相光伏逆变器模组(Three Phase PVInverter Module)，模组图片如图3 所示，前级为升压式转换器(Boost Converter)架构，后级为三相三线全桥逆变器(Three Phase Three Wire Inverter)架构，其为全数字控制系统，实验实施方法如图 4所示。PEK550模组研发的目的是提供电力转换器采用数字控制的学习平台，让使用者通过 PSIM 软件，除以模拟方式学习电力转换器的原理、分析及设计外，亦可通过 PSIM 中的SimCoder 工具将控制电路转换为数字控制程序，并可实际将以 DSP 取代原连续仿真再作一次离散模拟，最后并可将通过离散仿真验证过的控制程序C代码下载到 DSP。实验过程中也可以再借助RS232-USB，让PC机与 DSP 进行控制及通信，以验证所设计电路及控制器之正确性。

图3 三相光伏逆变器实验模组

图4 模组使用步骤

实验过程及结果

  按照以上接线和相应的设置后就可以实验。实验结果是当 PEK-550 锁相完成后，继电器开起，PEK-550 即与 APS-300 并网，可以看到 APS-300 开始提供功率，随后也可看到PSW的输出电压向MPPT 点移动。在实验过程中，预设两条不同的 PV 曲线，用以模拟不同光照下所产生的不同曲线。两条曲线切换可随时切换，最终都会往各自的最大功率点逼近。SAS处于第一条曲线的最大功率点如图5所示，实验中最大功率点功率为175W，三相交流设定如图6所示，即为满载工作模式，届时消耗的功率为249W（理论计算值），APS-300提供功率显示图如图7所示，即为27.6W。图中显示为单相输出功率。在这种满载实验模式下，电源提供的总功率为175+27.5*3 =257.5W， 考虑逆变器消耗， 这个数值与249W是非常接近的。当交流负载为半载时也获得同样效果。

图5  SAS 处于第一条曲线的最大功率点

图6  GPL-500 满载设定

图７ APS-300提供功率显示图