三相光伏并网逆变器：从输入到并网的全过程解析

三相光伏并网逆变器 输入光伏Mppt 最大功率跟踪中间母线电压800V 后级三相光伏并网逆变器

在新能源领域，光伏并网逆变器是连接太阳能电池板与电网的重要桥梁。本文将从一个工程师的角度，带大家深入了解三相光伏并网逆变器的工作原理，重点分析其核心模块——最大功率点跟踪（MPPT）和并网逆变控制。

一、系统整体架构

一个典型的三相光伏并网逆变器系统主要由以下几个部分组成：

1. 光伏阵列：将太阳能转化为电能
2. DC-DC升压电路：将光伏输出电压提升至适合逆变器工作的母线电压（如800V）
3. DC-AC逆变电路：将直流电转化为三相交流电
4. 并网控制模块：实现与电网的同步并网

二、最大功率点跟踪（MPPT）算法

MPPT是光伏系统中的核心技术之一，它的作用是实时调整系统工作点，以获取光伏阵列的最大输出功率。这里我们采用经典的扰动观察法：

# 扰动观察法实现 def mppt_control(voltage, current, previous_power, perturbation): power = voltage * current if power > previous_power: # 同方向继续扰动 if perturbation > 0: duty_cycle += 0.01 else: duty_cycle -= 0.01 else: # 反方向扰动 perturbation *= -1 duty_cycle += perturbation return duty_cycle, power

三、逆变器控制策略

在母线电压稳定在800V后，逆变器需要将直流电转化为三相交流电。这里我们采用正弦脉宽调制（SPWM）技术：

# SPWM生成 def spwm_generate(frequency, modulation_index): t = np.linspace(0, 1/frequency, 1000) reference = modulation_index * np.sin(2*np.pi*frequency*t) carrier = np.sin(2*np.pi*5000*t) pwm_signal = reference > carrier return pwm_signal

四、并网控制与同步

并网逆变器需要实现与电网的无缝连接，这需要精确的锁相环（PLL）控制：

# 简单PLL实现 def pll_control(grid_voltage): # 电网电压经过滤波和相位估计 phase = np.angle(grid_voltage) frequency = np.diff(phase) / (2*np.pi) return frequency, phase

五、系统稳定性分析

在整个系统中，母线电压的稳定性至关重要。我们需要实时监测母线电压，并根据需要调整DC-DC升压电路的占空比：

# 母线电压控制 def bus_voltage_control(feedback_voltage): setpoint = 800 # 目标母线电压 error = setpoint - feedback_voltage duty_cycle = 0.5 + 0.01*error return duty_cycle

总结

通过以上分析，我们可以看到，一个完整的三相光伏并网逆变器系统需要多个模块协同工作。从光伏阵列的MPPT控制，到逆变器的PWM调制，再到并网时的pll控制，每一个环节都需要精心设计和调试。希望这篇文章能够帮助大家更好地理解光伏并网逆变器的工作原理。