适用于风能太阳能互补的正弦波逆变电源研制

摘要

风能和太阳能是大自然的可再生绿色能源，二者在时间上和地域上有很强的互补性，风光互补型正弦波逆变电源的研制将这两种可再生绿色能源发电合理配置提供持续稳定的正弦波交流电，可以为我国偏远地区因地制宜地发展低成本高效率小型正弦波逆变电源，满足广大农、牧、渔民不断提高的用电需求，实现不间断供电并帮助他们提高生活水平和质量。 本文介绍了适用于风能太阳能互补的单相正弦波逆变电源的硬件结构、工作原理以及充放电控制的设计方法。首先，分析了逆变主电路的三种常用的拓扑结构并结合各自的优缺点确定了主回路的全桥逆变拓扑结构。其次，根据正弦波脉宽调制（SPWM）原理设计了SPWM 信号生成电路和功率MOSFET 隔离驱动电路，以及高频开关辅助电源；通过仿真分析，设计了无源阻容吸收网络，提高了逆变器运行效率，降低了开关损耗。再次，设计了比较完备的保护电路。最后结合风光互补电源的特性，提出了基于PIC 单片机控制的双标三阶段智能充电方法，实现了充电、泄荷的自动切换，有效的延长对蓄电池的使用寿命，真正实现了风光互补电源系统的无人值守。 通过合理计算选择参数并结合仿真分析，研制了一台500W,220V/50Hz 的正弦波逆变电源样机，进行了模拟实验，空载时和满载时输出电压波形基本一致，总谐波畸变度（THD）很小，实验结果验证了设计方案的可行性和实用性。