基于S3C2410的光伏并网发电模拟装置
摘要：为了提高光伏并网发电模拟装置的效率以及实用性，采用ARM嵌入式系统中的S3C2410控制芯片，并结合一定的软件来控制整个系统，从而对系统的运行状态和参数进行实时监控。采用75NF75功率管制作的单向全桥逆变电路实现了DC／AC的转换和驱动电路。该电路不仅功耗小，输出的信号波形也很接近正弦波，即失真度小，从而提高了系统的效率。
关键词：最大功率跟踪；同频同相跟踪；正弦脉冲调制；S2C2410
0 引言
太阳能作为一种巨大的可再生能源，可以很好地供人类开发和利用，因此太阳能光伏利用的技术在这种形式下进入了快速发展的阶段。太阳能光伏发电时太阳能的转换和利用方式的一种，即通过光伏电池将太阳辐射的能量直接转化成电能，同时与储能装置、直流一交流转换装置以及测量装置相配套构成光伏发电装置。近年来，在国内外在此项技术上的发展非常迅速并取得了可观的社会效益。本系统采用ARM嵌入式系统的S3C2410控制芯片，结合SPWM技术，设计并制作了一个光伏并网发电模拟装置。通过硬件和软件之间的配合，实现了逆变电压输出，最大功率、同频同相的跟踪，最终实现光伏并网发电。
1 系统总体设计
模拟光伏电池US经过DC／AC逆变器。其中SPWM波由S3C2410控制器产生，同时该控制器还通过调节SPWM波的占空比，实现最大功率点跟踪(MPPT)功能。在隔离变压器之前检测输出电压的频率和相位，使该电压的频率和相位与模拟电网信号Uref的频率和相位一致。同时当电压Ud低于设定电压，电流I。高于设定电流时，软件控制关断SPWM波终止系统工作，来实现系统的欠压过流保护。系统框图如图1所示。
2 理论分析与计算
2．1 MPPT的控制方法与参数
(1)MPPT的控制理论基础。首先计算消耗在Rin上的功率：
式(1)两端对Rin求导得：
可得，当Rs=Rin，即
时，P可达最大值。其原理图如图2所示。
(2)MPPT的软件实现。将采样到的电压输入控制器中，经A／D转换后，与单片机中所设定的初值相比较，调整PWM的占空比，使
来实现最大功率的跟踪。
(3)参数计算。本设计采样点数取N=360，开关频率fsw=50 Hz，则输出周期T=20 ms，占空比的范围为0～359。
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