小功率光伏发电并网系统
摘要：本系统以全桥逆变电路为功率变换核心，采用准同期并列方式通过对电
网电压检测实现并网，利用数字式闭环反馈调节方式实现对并网输出功率的调
节。数字电路采用单片机和 FPGA 结合的方式，实现对各路电参数的实时监测
和反馈控制，并为并网动作和过流保护动作提供控制。系统强电与弱电相互隔
离，输出电压稳定，电流 THD 小于 5%，功率因数高达 98%，效率可达到
85%以上。
关键词：全桥逆变 并网 准同期并列 数字式闭环反馈 功率因数
一 、方案论证
1．逆变器主回路拓扑选择
方案一：电压型逆变——全桥逆变电路。电压型逆变电路包括半桥式和全桥
式电路，其主要特点有：直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉
动；输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；阻性或感性负载时
需提供无功功率，此时需要在桥臂上并联反馈二极管。
方案二：电流型逆变电路。电流型逆变电路一般在直流侧串联大电感，电流
脉动很小可近似把直流侧看成直流电流源，交流侧电容则用于吸收换流时负载
电感中储存的能量。具有：直流侧串联大电感，相当于直流源；交流输出电流
为矩形波，输出电压波形和相位应负载不同而不同的特点。
方案二在实际应用中对于电感绕制方法的要求很高，同时系统的输出电流过
大增加了电路的不稳定因素，保护相对困难。方案一操作方便，输出稳定。故
采用方案一。
2. SPWM 的控制方案选择
方案一：正弦波和三角波比较法。原理如图 2，采用正弦波作为调制信号，
三角波作为载波，两路信号经比较器比较后输出 SPWM 波形。
图 2 正弦波三角波交点法 图 3 规则采样法
方案二：对称规则采样法，原理如图 3：以三角波的一个周期 作为一个
采样周期，在三角波负峰值处（ 时刻）采样正弦信号，得到采样电压 ，在
三 角 载 波 上 水 平 截 得 A 、 B 两 点 ， 从 而 确 定 了 脉 宽 时 间
方案一采用纯硬件电路的方式实现调制，不能实现对输出波形的实时跟踪
和改变，同时系统引入的噪声对于比较器影响也会造成调制的偏差。而方案二
通过 FPGA 存储正弦波表，只需改变控制字即可实现对输出的电压幅度、频率
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