基于VC++光伏逆变器监控系统的设计和实现

摘要：根据目前光伏逆变器在市场上的应用状况，提出了相应的监控系统软件的结构、功能和实现方法，使监控系统更加完善。
关键词：光伏逆变器；监控软件；VC++；数据库系统

0 引言
全球经济飞速发展，能源问题也越来越备受关注。解决能源短缺问题除了一方面节约能源消耗外，另一方面就是开发使用新能源，太阳能作为一种绿色环保的清洁能源，越来越得到各国的重视，对于光伏系统的研究和应用也越显重视。光伏系统中最为关键的技术就是逆变。光伏逆变器主要实现逆变功能，并且决定了整个系统的稳定性与使用的可靠性。为了更好地对光伏逆变器集中控制与维护，实现数据的检测、分析与管理，进一步提高系统的使用性能，开发一套具有数据采集、实时显示运行状态、数据存储、历时查询及报表打印等功能的监控软件是系统管理员所期望的，也是完善光伏并网系统所必不可少的。为此，本文开发了基于VC++的光伏逆变器的数据采集与监控系统。

1 光伏并网逆变系统工作原理
太阳能电池阵列将接收到的太阳能直接转换后在三相逆变器的输出端输出高频SPWM波，基波是正弦波，经过电感滤波后，向电网馈入与电网电压同频同相的正弦波电流，实现并网电流的正弦化和单位功率因数。这里，三相逆变器为电流控制型电压源逆变器。如果要使光伏阵列在并网发电时，使其工作稳定，能够输出最大功率，则必须首先稳定其工作电压，并找出其最大功率点的工作电压。本课题设计的是非隔离的10kW三相并网逆变器系统，采用两级拓扑结构。前级采用带MPPT的DC-DCBOOST压电升路，后级采用DC-AC的逆变电路，兄图1。本系统中并网光伏逆变器直流最高输入电压为450V，额定功率为10kW，交流输出并入380V交流电网。逆变器的硬件系统有三个主要部分：功率电路、控制电路和驱动电路。
逆变器的主拓扑结构采用三相全桥逆变电路，如图1所示，功率器件使用IGBT，开关频率为15kHz，为了防止电能从电网流入太阳能光伏阵列，在直流侧加了防反二极管；逆变器的输出端使用了LC滤波电路滤除高频分量，在逆变器的输入端和输出端都安装了接触器，当逆变器检测到外部故障时，都立即关断接触器，实现逆变器的可靠隔离和保护。逆变器采用大电容解耦，在解耦电容的两端增加了放电通道，以保证维护人员的人身安全，逆变器还提供了较好的人机界面，当出现故障时，通过发光二极管的组合编码，给出故障的具体类型。逆变器冷却
方式采用自然空气冷却和强制风冷相结合的方式，当系统检测到的温度高于设定值时启动风扇，进行强制风冷，当温度较低时，采用自然空气冷却。

逆变器的控制电路的主控制器使用的是TI公司的TMS320F28335芯片，该芯片具有处理性能更快、外设集成度高、A／D转换速度更快等特点。该芯片的采用可以很好满足对三相全桥逆变器进行实时控制的要求。