CN101499666A - 基于直流变换器的光伏并网发电系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统及其工作方法，其特征在于它是由直流变换器、并网逆变器、隔离变压器及控制电路所组成；工作方法包括：①信号采集；②MPPT模块数据处理；③运用MPPT算法；④逆变模块数据处理；⑤运用并网算法；⑥运用SPWM算法；本发明的优越性在于：技术实现难度不大，能显著降低成本；安装灵活、维修方便；电压、电流检测精度高，控制算法先进，控制芯片运算速度快，系统可获得优良的跟踪精度和稳定性；硬件装置与数字信号处理器软件编程相结合，硬件装置设计简单、成本低廉、易于实现，软件编程算法简洁、易懂。

Description

基于直流变换器的光伏并网发电系统及其工作方法

(一)技术领域：

本发明属于一种太阳能光伏并网发电系统，特别是一种基于直流变换器的光伏并网发电系统及其工作方法。

(二)背景技术：

太阳能作为一种重要的可再生能源，其资源丰富清洁，是人类可持续发展能源战略中的一个重要组成部分，近年来发展迅速。太阳能利用的三个发展趋势是：太阳能从补充能源向替代能源的地位转变、太阳能发电从无电地区向有电地区发展、太阳能光伏系统从离网的独立光伏系统向光伏并网系统的发展。

但目前仍有许多因素制约着户用光伏并网系统在我国的推广，其中之一即是光伏系统成本；户用光伏系统主要由太阳能电池阵列和必要的电力电子变换设备两部分构成。由于并网逆变器必须要有隔离变压器对光伏并网系统和电网之间进行电隔离，导致光伏系统造价升高，限制了光伏并网系统的推广。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于直流变换器的光伏并网发电系统及其工作方法，结合该系统的直流变换器高升压变比、高效率的特点、数字信号处理器的高速处理能力、快速准确的电压、电流检测技术和简洁有效的控制算法，可完成最大功率跟踪(MPPT)和并网两项功能，大大地提高了太阳能电池阵列对太阳能的利用效率，并从最大程度上提高光伏阵列输出电能的质量，提高系统稳定性，从而提高了整个光伏系统的性能。

本发明的技术方案：一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统，其特征在于它是由直流变换器、并网逆变器、隔离变压器及控制电路所组成；所说的直流变换器的输入端分别连接太阳能电池阵列的两端，其输出端连接并网逆变器的输入端；所说的并网逆变器的输出端与隔离变压器的输入端连接，隔离变压器的输出端与电网连接；所说的以数字信号处理器为控制核心的控制电路的输入端连接直流变换器和逆变器的信号输出端，输出端则连接直流变换器和并网逆变器的信号输入端。

上述所说的直流变换器外部硬件设备包括：高增益Boost变换电路、驱动和保护电路、电压传感器、电流传感器以及辅助电路；其中，用于采集太阳能电池阵列的输出电流的电流传感器，其输入端连接太阳能电池阵列输出端的正极，输出端连接高增益Boost变换电路输入端的正极，采集的信号通过直流变换器的信号输出口输出连接到控制电路；用于采集太阳能电池阵列的输出电压的电压传感器，其输入端连接太阳能电池阵列输出端的正极，输出端连接太阳能电池阵列输出端的负极，采集的信号通过直流变换器的信号输出口输出连接到控制电路；用于将太阳能电池阵列输出的电压较低的、不稳定的电能变换为电压较高的、稳定的电能的高增益Boost变换电路，其输出端通过直流母线连接并网逆变器的输入端；用于将控制电路发出的能量较低的控制信号转化为能量较高的驱动信号的驱动和保护电路，其输入端通过直流变换器的信号输入口与控制电路连接，输出端连接用于控制高增益Boost变换电路的工作的高增益Boost变换电路中开关器件的控制端；所说的驱动和保护电路中，数字信号处理器产生的PWM控制信号Gdrive经HCPL-316J型驱动芯片输出连接到高增益Boost变换电路的开关器件MOSFET的栅极G，栅极G和源极S间并联两个用于保证MOSFET不会因为栅极G和源极S间过压而损坏的对接的15V稳压管；用于检测MOSFET的导通压降的MOSFET_C与MOSFET的漏极C相连；

上述所说的并网逆变器外部硬件设备包括：并网逆变器主电路、光耦隔离电路、两个电压传感器、电流传感器以及辅助电路；其中，用于将直流变换器输出的电压较高的、稳定的直流电逆变为符合电网要求的工频交流电的并网逆变器主电路，其输入端通过直流母线连接直流变换器的输出端，输出端连接隔离变压器的输入端；用于实现并网逆变器主电路和控制电路之间的信号隔离的光耦隔离电路的输入端通过并网逆变器的信号，其输入端与控制电路连接，输出端连接并网逆变器主电路各个开关管的控制极；两个电压传感器包括一个用于测量并网逆变器主电路输入端的电压的电压传感器和一个用于测量并网逆变器主电路的输出电压的电压传感器，其中用于测量并网逆变器主电路输入端的电压的电压传感器的输入端连接并网逆变器主电路输入端的正极，输出端连接并网逆变器主电路输入端的负极，另一个用于测量并网逆变器主电路的输出电压的电压传感器的输入端连接并网逆变器主电路输出端的正极，输出端连接并网逆变器主电路输出端的负极；用于测量并网逆变器主电路的输出电流的电流传感器的输入端连接并网逆变器主电路输出端的正极，输出端连接隔离变压器输入端的正极极。

上述所说的控制电路外部硬件设备包括：数字信号处理器芯片、信号调理电路和辅助电路；所说的能够在整个光伏并网系统中起控制核心作用的数字信号处理器芯片，用于处理传感器采集到的信号，通过所设定的算法生成控制信号，完成整个光伏并网发电系统的控制；其中，用于对来自直流变换器和并网逆变器的电压和电流信号进行滤波、放大并使送入数字信号处理器芯片的信号能更精确地转化为数字量并提高后续运算的精度的信号调理电路，其输入端分别连接直流变换器和并网逆变器的信号输出端，输出端连接数字信号处理器芯片的模数转换接口。

上述所说的信号调理电路包括二阶低通滤波电路、分压电路和钳位电路；所说的用于滤出传感器信号的高频杂波的二阶低通滤波电路是由集成运放U1、电容C1和C2、电阻R1、R2、R3和R4组成；其中R1和R2串联后接U1的同相输入端，C1接同相输入端和GND，C2的一端接R1和R2交点，另一端接U1的输出端；R3的一端接GND，另一端接U1的反相输入端；R4的一端接U1的反相输入端，另一端接U1的输出端，上端信号从标号signal1_1输入，从U1的输出端输出；所说的分压电路是由R5、R6构成，其中R5一端与U1输出端相连接，另一端与R6串联，R6另一端接地，R5与R6的交点与信号调理电路的输出端signal1_2相连接，上端信号在经过分压电路之后生成满足数字信号处理器的模数转换要求的0—3V的低频信号；所说的用于防止输入信号高于3V或低于0V的跳变损坏数字信号处理芯片的钳位电路是由集成运放U2、二极管D1、稳压管Z1、电阻R7和R8组成；其中，R7的一端接+15V电压，另一端接U2的同相输入端；R8的一端接U2的同相乡输入端，另一端接GND；U2的反相输入端连接U2的输出端；D1的阳极接分压电路的输出端，阴极接U2的输出端；Z1的阳极接GND，阴极接分压电路的输出端；信号调理电路的输出端signal1_2连接数字信号处理器芯片的模数转换接口。

上述所说的一种基于直流变换器的光伏并网发电系统的工作方法，其特征在于它涉及MPPT模块和逆变模块，所说的MPPT模块由数据处理和MPPT算法两个部分组成，所说的逆变模块由数据处理、并网算法和SPWM算法三个部分组成，整个流程是由以下工作步骤构成：

(1)信号采集：通过电压传感器、电流传感器、信号调理电路、A/D转换器及必要的滤波算法实现对太阳能电池阵列输出电压和电流信号、直流母线电压信号和并网逆变器输出电压和电流信号的实时采集和处理，并将所得的数据传输给数字信号处理器；

(2)MPPT模块数据处理：对传感器检测到的光伏组件的输出电压、电流信号作相应处理，并建立数据库进行储存；

(3)运用MPPT算法：对经过处理的实时采集的电压信号和电流信号与前一周期采集的数据比较，计算出dV、dI、及dI/dV的值，结合MPPT算法中的电导增量法，计算得到目前光伏阵列的工作点与最大功率跟踪点的相对位置和距离，进而输出PWM脉冲，控制直流变换器的工作状态，完成对光伏阵列最大功率点的实时跟踪；

(4)逆变模块数据处理：对传感器检测到的并网逆变器的输出电压、输出电流及直流母线电压的信号作相应处理，并建立数据库进行储存；

(5)运用并网算法：对经过处理的实时采集的并网逆变器的输出电压信号和电流信号与前一周期采集的数据比较，计算与电网信号的误差，进而得出新的调制波参数；

(6)运用SPWM算法：依据并网算法所得出的调制波的参数生成新的调制波，与载波比较产生并网逆变器的控制脉冲，完成对并网逆变器的实时控制。

上述所说的步骤(3)的具体实施步骤为：

①首先，判断dV是否为0，如果电压、电流没有变化，则不需要调整；如果dV为0，而dI不为0，则依据dI的正负对参考电压进行如下调整：dI大于O时，增大参考电压；反之，减小参考电压；如果dV不为0，则依据(dI/dV+I/V)的正负对参考电压进行如下调整：(dI/dV+I/V)大于0时，增大参考电压；反之，减小参考电压；

②其次，参考电压的调节通过适度调节PWM的占空比来实现，数字信号处理器输出的PWM脉冲经过调节和驱动电路加到Boost变换器的控制开关绝缘栅双极型晶体管；由于多支路、两极式光伏并网系统的直流母线电压由后极的并网逆变器控制稳定在400V，因此通过适当控制绝缘栅双极型晶体管的通断，即可调节Boost变换器的放大倍数，使光伏阵列两端电压动态地工作在光伏阵列的最大功率点，从而实现对光伏阵列最大功率点的跟踪。

本发明的工作原理为：通过电压传感器、电流传感器、信号调理电路、A/D转换器及必要的滤波算法实现对太阳能电池阵列输出电压和电流信号、直流母线电压信号和并网逆变器输出电压和电流信号的实时采集和处理，并将所得的数据传输给数字信号处理器，同时记录在相应的数据库中；数字信号处理器通过分析所接收数据，一方面计算太阳能电池阵列的输出电压和电流的导数dV、dI及dI/dV；通过运用电导增量法，结合光伏电池的输出特性，可得到光伏阵列目前的工作点与最大功率跟踪点的相对位置和距离，进而完成MPPT的控制；另一方面，将采集的并网逆变器的输出电压和电流信号与前一周期采集的数据进行比较，计算与电网信号的误差，进而得出新的调制波参数；SPWM算法模块依据并网算法所得出的调制波的参数生成新的调制波，与载波比较产生并网逆变器的控制脉冲，从而完成对并网逆变器的实时控制。

隔离变压器用于实现光伏并网发电系统和电网的隔离，防止光伏并网发电系统所发出的电能有直流分量送入电网。

直流变换器的驱动和保护电路中，在检测电路工作时，用于检测MOSFET的导通压降的MOSFET_C将检测到的MOSFET的D～S极两端的压降与驱动芯片内置的7V电平比较，当超过7V时，U1输出低电平关断MOSFET，同时一个错误检测信号通过片内光耦反馈给信号输入侧，输入侧通过引脚FAULT-和RESET-向控制芯片发出反馈信号，以便于采取相应的解决措施，从而实现HCPL-316J的过流保护功能。

本发明的优越性在于：①技术实现难度不大，能显著降低各个用户的光伏系统的成本，具有很大的推广潜力；②多支路、两极式光伏系统的最大功率跟踪控制系统安装灵活、维修方便、能够最大限度地利用太阳辐射能量、有效克服支路间功率失配带来的系统整体效率低下，并可最大限度减少单支路故障的影响，具有极好的应用前景；③电压、电流检测精度高，控制算法先进，控制芯片运算速度快，系统可获得优良的跟踪精度和稳定性；④Boost变换器只用于升压变换和MPPT控制，直流母线电压的控制由逆变器来完成，降低了系统控制实现的难度；⑤并网逆变器具有稳定直流母线电压的功能，有利于保持系统的稳定；⑥新型直流变换器具有较高的升压变比和动态响应速度，总体上具有较高的效率，提升了整个光伏并网发电系统的性能；⑦硬件装置与数字信号处理器软件编程相结合，硬件装置设计简单、成本低廉、易于实现，软件编程算法简洁、易懂。

(四)附图说明：

附图1为本发明所涉一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统的总体结构框图。

附图2为本发明所涉一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统的直流变换器部分结构框图。

附图3为本发明所涉一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统的驱动电路部分结构框图。

附图4为本发明所涉一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统的并网逆变器部分结构框图。

附图5为本发明所涉一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统的信号调理电路部分结构框图。

附图6为本发明所涉一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统的控制软件流程图。

(五)具体实施方式：

实施例：一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统(见附图1)，其特征在于它是由直流变换器、并网逆变器、隔离变压器及控制电路所组成；所说的直流变换器的输入端分别连接太阳能电池阵列的两端，其输出端连接并网逆变器的输入端；所说的并网逆变器的输出端与隔离变压器的输入端连接，隔离变压器的输出端与电网连接；所说的以数字信号处理器为控制核心的控制电路的输入端连接直流变换器和逆变器的信号输出端，输出端则连接直流变换器和并网逆变器的信号输入端。

上述所说的直流变换器(见附图1、2、3)外部硬件设备包括：高增益Boost变换电路、驱动和保护电路、电压传感器、电流传感器以及辅助电路；其中，用于采集太阳能电池阵列的输出电流的电流传感器，其输入端连接太阳能电池阵列输出端的正极，输出端连接高增益Boost变换电路输入端的正极，采集的信号通过直流变换器的信号输出口输出连接到控制电路；用于采集太阳能电池阵列的输出电压的电压传感器，其输入端连接太阳能电池阵列输出端的正极，输出端连接太阳能电池阵列输出端的负极，采集的信号通过直流变换器的信号输出口输出连接到控制电路；用于将太阳能电池阵列输出的电压较低的、不稳定的电能变换为电压较高的、稳定的电能的高增益Boost变换电路，其输出端通过直流母线连接并网逆变器的输入端；用于将控制电路发出的能量较低的控制信号转化为能量较高的驱动信号的驱动和保护电路，其输入端通过直流变换器的信号输入口与控制电路连接，输出端连接用于控制高增益Boost变换电路的工作的高增益Boost变换电路中开关器件的控制端；所说的驱动和保护电路中，数字信号处理器产生的PWM控制信号Gdrive经HCPL-316J型驱动芯片输出连接到高增益Boost变换电路的开关器件MOSFET的栅极G，栅极G和源极S间并联两个用于保证MOSFET不会因为栅极G和源极S间过压而损坏的对接的15V稳压管；用于检测MOSFET的导通压降的MOSFET_C与MOSFET的漏极C相连；

上述所说的并网逆变器(见附图1、4)外部硬件设备包括：并网逆变器主电路、光耦隔离电路、两个电压传感器、电流传感器以及辅助电路；其中，用于将直流变换器输出的电压较高的、稳定的直流电逆变为符合电网要求的工频交流电的并网逆变器主电路，其输入端通过直流母线连接直流变换器的输出端，输出端连接隔离变压器的输入端；用于实现并网逆变器主电路和控制电路之间的信号隔离的光耦隔离电路的输入端通过并网逆变器的信号，其输入端与控制电路连接，输出端连接并网逆变器主电路各个开关管的控制极；两个电压传感器包括一个用于测量并网逆变器主电路输入端的电压的电压传感器和一个用于测量并网逆变器主电路的输出电压的电压传感器，其中用于测量并网逆变器主电路输入端的电压的电压传感器的输入端连接并网逆变器主电路输入端的正极，输出端连接并网逆变器主电路输入端的负极，另一个用于测量并网逆变器主电路的输出电压的电压传感器的输入端连接并网逆变器主电路输出端的正极，输出端连接并网逆变器主电路输出端的负极；用于测量并网逆变器主电路的输出电流的电流传感器的输入端连接并网逆变器主电路输出端的正极，输出端连接隔离变压器输入端的正极极。

上述所说的控制电路(见附图1、5)外部硬件设备包括：数字信号处理器芯片、信号调理电路和辅助电路；所说的能够在整个光伏并网系统中起控制核心作用的数字信号处理器芯片，用于处理传感器采集到的信号，通过所设定的算法生成控制信号，完成整个光伏并网发电系统的控制；其中，用于对来自直流变换器和并网逆变器的电压和电流信号进行滤波、放大并使送入数字信号处理器芯片的信号能更精确地转化为数字量并提高后续运算的精度的信号调理电路，其输入端分别连接直流变换器和并网逆变器的信号输出端，输出端连接数字信号处理器芯片的模数转换接口。

上述所说的信号调理电路(见附图5)包括二阶低通滤波电路、分压电路和钳位电路；所说的用于滤出传感器信号的高频杂波的二阶低通滤波电路是由集成运放U1、电容C1和C2、电阻R1、R2、R3和R4组成；其中R1和R2串联后接U1的同相输入端，C1接同相输入端和GND，C2的一端接R1和R2交点，另一端接U1的输出端；R3的一端接GND，另一端接U1的反相输入端；R4的一端接U1的反相输入端，另一端接U1的输出端，上端信号从标号signal1_1输入，从U1的输出端输出；所说的分压电路是由R5、R6构成，其中R5一端与U1输出端相连接，另一端与R6串联，R6另一端接地，R5与R6的交点与信号调理电路的输出端signal1_2相连接，上端信号在经过分压电路之后生成满足数字信号处理器的模数转换要求的0—3V的低频信号；所说的用于防止输入信号高于3V或低于0V的跳变损坏数字信号处理芯片的钳位电路是由集成运放U2、二极管D1、稳压管Z1、电阻R7和R8组成；其中，R7的一端接+15V电压，另一端接U2的同相输入端；R8的一端接U2的同相乡输入端，另一端接GND；U2的反相输入端连接U2的输出端；D1的阳极接分压电路的输出端，阴极接U2的输出端；Z1的阳极接GND，阴极接分压电路的输出端；信号调理电路的输出端signal1_2连接数字信号处理器芯片的模数转换接口。

上述所说的一种基于直流变换器的光伏并网发电系统的工作方法，其特征在于它涉及MPPT模块和逆变模块，所说的MPPT模块由数据处理和MPPT算法两个部分组成，所说的逆变模块由数据处理、并网算法和SPWM算法三个部分组成(见附图6)，整个流程是由以下工作步骤构成：

(1)信号采集：通过电压传感器、电流传感器、信号调理电路、A/D转换器及必要的滤波算法实现对太阳能电池阵列输出电压和电流信号、直流母线电压信号和并网逆变器输出电压和电流信号的实时采集和处理，并将所得的数据传输给数字信号处理器；

(2)MPPT模块数据处理：对传感器检测到的光伏组件的输出电压、电流信号作相应处理，并建立数据库进行储存；

(3)运用MPPT算法：对经过处理的实时采集的电压信号和电流信号与前一周期采集的数据比较，计算出dV、dI、及dI/dV的值，结合MPPT算法中的电导增量法，计算得到目前光伏阵列的工作点与最大功率跟踪点的相对位置和距离，进而输出PWM脉冲，控制直流变换器的工作状态，完成对光伏阵列最大功率点的实时跟踪；

(4)逆变模块数据处理：对传感器检测到的并网逆变器的输出电压、输出电流及直流母线电压的信号作相应处理，并建立数据库进行储存；

(5)运用并网算法：对经过处理的实时采集的并网逆变器的输出电压信号和电流信号与前一周期采集的数据比较，计算与电网信号的误差，进而得出新的调制波参数；

(6)运用SPWM算法：依据并网算法所得出的调制波的参数生成新的调制波，与载波比较产生并网逆变器的控制脉冲，完成对并网逆变器的实时控制。

上述所说的步骤(3)的具体实施步骤为：

①首先，判断dV是否为0，如果电压、电流没有变化，则不需要调整；如果dV为0，而dI不为0，则依据dI的正负对参考电压进行如下调整：dI大于0时，增大参考电压；反之，减小参考电压；如果dV不为0，则依据(dI/dV+I/V)的正负对参考电压进行如下调整：(dI/dV+I/V)大于0时，增大参考电压；反之，减小参考电压；

②其次，参考电压的调节通过适度调节PWM的占空比来实现，数字信号处理器输出的PWM脉冲经过调节和驱动电路加到Boost变换器的控制开关绝缘栅双极型晶体管；由于多支路、两极式光伏并网系统的直流母线电压由后极的并网逆变器控制稳定在400V，因此通过适当控制绝缘栅双极型晶体管的通断，即可调节Boost变换器的放大倍数，使光伏阵列两端电压动态地工作在光伏阵列的最大功率点，从而实现对光伏阵列最大功率点的跟踪。

Claims (7)

1、一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统，其特征在于它是由直流变换器、并网逆变器、隔离变压器及控制电路所组成；所说的直流变换器的输入端分别连接太阳能电池阵列的两端，其输出端连接并网逆变器的输入端；所说的并网逆变器的输出端与隔离变压器的输入端连接，隔离变压器的输出端与电网连接；所说的以数字信号处理器为控制核心的控制电路的输入端连接直流变换器和逆变器的信号输出端，输出端则连接直流变换器和并网逆变器的信号输入端。

2、根据权利要求1所说的一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统，其特征在于所说的直流变换器外部硬件设备包括：高增益Boost变换电路、驱动和保护电路、电压传感器、电流传感器以及辅助电路；其中，用于采集太阳能电池阵列的输出电流的电流传感器，其输入端连接太阳能电池阵列输出端的正极，输出端连接高增益Boost变换电路输入端的正极，采集的信号通过直流变换器的信号输出口输出连接到控制电路；用于采集太阳能电池阵列的输出电压的电压传感器，其输入端连接太阳能电池阵列输出端的正极，输出端连接太阳能电池阵列输出端的负极，采集的信号通过直流变换器的信号输出口输出连接到控制电路；用于将太阳能电池阵列输出的电压较低的、不稳定的电能变换为电压较高的、稳定的电能的高增益Boost变换电路，其输出端通过直流母线连接并网逆变器的输入端；用于将控制电路发出的能量较低的控制信号转化为能量较高的驱动信号的驱动和保护电路，其输入端通过直流变换器的信号输入口与控制电路连接，输出端连接用于控制高增益Boost变换电路的工作的高增益Boost变换电路中开关器件的控制端；所说的驱动和保护电路中，数字信号处理器产生的PWM控制信号Gdrive经HCPL-316J型驱动芯片输出连接到高增益Boost变换电路的开关器件MOSFET的栅极G，栅极G和源极S间并联两个用于保证MOSFET不会因为栅极G和源极S间过压而损坏的对接的15V稳压管；用于检测MOSFET的导通压降的MOSFET_C与MOSFET的漏极C相连。

3、根据权利要求1所说的一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统，其特征在于所说的并网逆变器外部硬件设备包括：并网逆变器主电路、光耦隔离电路、两个电压传感器、电流传感器以及辅助电路；其中，用于将直流变换器输出的电压较高的、稳定的直流电逆变为符合电网要求的工频交流电的并网逆变器主电路，其输入端通过直流母线连接直流变换器的输出端，输出端连接隔离变压器的输入端；用于实现并网逆变器主电路和控制电路之间的信号隔离的光耦隔离电路的输入端通过并网逆变器的信号，其输入端与控制电路连接，输出端连接并网逆变器主电路各个开关管的控制极；两个电压传感器包括一个用于测量并网逆变器主电路输入端的电压的电压传感器和一个用于测量并网逆变器主电路的输出电压的电压传感器，其中用于测量并网逆变器主电路输入端的电压的电压传感器的输入端连接并网逆变器主电路输入端的正极，输出端连接并网逆变器主电路输入端的负极，另一个用于测量并网逆变器主电路的输出电压的电压传感器的输入端连接并网逆变器主电路输出端的正极，输出端连接并网逆变器主电路输出端的负极；用于测量并网逆变器主电路的输出电流的电流传感器的输入端连接并网逆变器主电路输出端的正极，输出端连接隔离变压器输入端的正极极。

4、根据权利要求1所说的一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统，其特征在于所说的控制电路外部硬件设备包括：数字信号处理器芯片、信号调理电路和辅助电路；所说的能够在整个光伏并网系统中起控制核心作用的数字信号处理器芯片，用于处理传感器采集到的信号，通过所设定的算法生成控制信号，完成整个光伏并网发电系统的控制；其中，用于对来自直流变换器和并网逆变器的电压和电流信号进行滤波、放大并使送入数字信号处理器芯片的信号能更精确地转化为数字量并提高后续运算的精度的信号调理电路，其输入端分别连接直流变换器和并网逆变器的信号输出端，输出端连接数字信号处理器芯片的模数转换接口。

5、根据权利要求1所说的一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统，其特征在于所说的信号调理电路包括二阶低通滤波电路、分压电路和钳位电路；所说的用于滤出传感器信号的高频杂波的二阶低通滤波电路是由集成运放U1、电容C1和C2、电阻R1、R2、R3和R4组成；其中R1和R2串联后接U1的同相输入端，C1接同相输入端和GND，C2的一端接R1和R2交点，另一端接U1的输出端；R3的一端接GND，另一端接U1的反相输入端；R4的一端接U1的反相输入端，另一端接U1的输出端，上端信号从标号signal1_1输入，从U1的输出端输出；所说的分压电路是由R5、R6构成，其中R5一端与U1输出端相连接，另一端与R6串联，R6另一端接地，R5与R6的交点与信号调理电路的输出端signal1_2相连接，上端信号在经过分压电路之后生成满足数字信号处理器的模数转换要求的0—3V的低频信号；所说的用于防止输入信号高于3V或低于0V的跳变损坏数字信号处理芯片的钳位电路是由集成运放U2、二极管D1、稳压管Z1、电阻R7和R8组成；其中，R7的一端接+15V电压，另一端接U2的同相输入端；R8的一端接U2的同相乡输入端，另一端接GND；U2的反相输入端连接U2的输出端；D1的阳极接分压电路的输出端，阴极接U2的输出端；Z1的阳极接GND，阴极接分压电路的输出端；信号调理电路的输出端signal1_2连接数字信号处理器芯片的模数转换接口。

6、一种上述所说的基于直流变换器的光伏并网发电系统的工作方法，其特征在于它涉及MPPT模块和逆变模块，所说的MPPT模块由数据处理和MPPT算法两个部分组成，所说的逆变模块由数据处理、并网算法和SPWM算法三个部分组成，整个流程是由以下工作步骤构成：

(1)信号采集：通过电压传感器、电流传感器、信号调理电路、A/D转换器及必要的滤波算法实现对太阳能电池阵列输出电压和电流信号、直流母线电压信号和并网逆变器输出电压和电流信号的实时采集和处理，并将所得的数据传输给数字信号处理器；

(2)MPPT模块数据处理：对传感器检测到的光伏组件的输出电压、电流信号作相应处理，并建立数据库进行储存；

(3)运用MPPT算法：对经过处理的实时采集的电压信号和电流信号与前一周期采集的数据比较，计算出dV、dI、及dI/dV的值，结合MPPT算法中的电导增量法，计算得到目前光伏阵列的工作点与最大功率跟踪点的相对位置和距离，进而输出PWM脉冲，控制直流变换器的工作状态，完成对光伏阵列最大功率点的实时跟踪；

(4)逆变模块数据处理：对传感器检测到的并网逆变器的输出电压、输出电流及直流母线电压的信号作相应处理，并建立数据库进行储存；

(5)运用并网算法：对经过处理的实时采集的并网逆变器的输出电压信号和电流信号与前一周期采集的数据比较，计算与电网信号的误差，进而得出新的调制波参数；

(6)运用SPWM算法：依据并网算法所得出的调制波的参数生成新的调制波，与载波比较产生并网逆变器的控制脉冲，完成对并网逆变器的实时控制。

7、根据权利要求6所说的一种基于新型直流变换器的光伏并网发电系统的工作方法，其特征在于所说的步骤(3)的具体实施步骤为：①首先，判断dV是否为0，如果电压、电流没有变化，则不需要调整；如果dV为0，而dI不为0，则依据dI的正负对参考电压进行如下调整：dI大于0时，增大参考电压；反之，减小参考电压；如果dV不为0，则依据(dI/dV+I/V)的正负对参考电压进行如下调整：(dI/dV+I/V)大于0时，增大参考电压；反之，减小参考电压；

②其次，参考电压的调节通过适度调节PWM的占空比来实现，数字信号处理器输出的PWM脉冲经过调节和驱动电路加到Boost变换器的控制开关绝缘栅双极型晶体管；由于多支路、两极式光伏并网系统的直流母线电压由后极的并网逆变器控制稳定在400V，因此通过适当控制绝缘栅双极型晶体管的通断，即可调节Boost变换器的放大倍数，使光伏阵列两端电压动态地工作在光伏阵列的最大功率点，从而实现对光伏阵列最大功率点的跟踪。

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