并网太阳能光伏发电转换系统的设计、开发与实施

摘要： 本文详细介绍了并网太阳能光伏（SPV）电力转换系统的设计、开发与实施过程。鉴于逆变器是光伏系统的关键组件，本研究采用实验室自主研发的三相四桥臂（3P4L）逆变器，显著降低了光伏系统整体成本。本工作提出的多功能逆变器控制光伏系统不仅能向电网注入有功功率，还可作为有源电力滤波器（APF）提供多种电能质量（PQ）解决方案，具体包括：源电流谐波抑制、负载无功电流补偿、中性线电流消除、源电流平衡调节，并确保单位功率因数运行。研究团队制作并组装了信号检测电路、信号调理电路、脉冲放大与隔离电路、消隐电路等硬件模块，构建了完整的实验室原型机。此外，电压/电流控制器、基于同步参考坐标系理论（SRFT）的控制方法及锁相环（PLL）算法均集成于dSPACE 1104控制平台。同时采用STM32F407VGT微控制器实现基于增量电导法的最大功率点跟踪（MPP）算法。该光伏系统首先在MATLAB/Simulink软件中进行仿真验证，随后通过实验室原型机在平衡与非平衡非线性负载工况下测试其配置效能。