系統(tǒng)概述
　　新能源發(fā)電成為21世紀(jì)解決能源危機(jī)的必經(jīng)出路，光伏發(fā)電、風(fēng)電、核電等新能源發(fā)電是目前新能源發(fā)電研究的幾大方向。這幾種新能源各有各的特點(diǎn)，我們選擇了最靠近我們的光伏發(fā)電作為研究出發(fā)點(diǎn)。
　　目前光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的研究愈加深入成熟，而關(guān)于光伏發(fā)電技術(shù)的具體應(yīng)用環(huán)節(jié)還是有著許多發(fā)揮余地。光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是清潔安全、分布相對較為均勻、可持續(xù)利用。同時(shí)光伏發(fā)電也存在自己的問題，其中一個(gè)很重要的問題是光伏發(fā)電需要做的是收集輻射到地表的太陽能，這個(gè)環(huán)節(jié)需要占用大量的空間，這個(gè)問題使光伏發(fā)電的應(yīng)用有著自己的特點(diǎn)。現(xiàn)在大多數(shù)的并網(wǎng)系統(tǒng)都是采用DSP控制， DSP往往靠一些特殊的指令處理復(fù)雜算法，這些指令局限于DSP控制器設(shè)計(jì)人員的預(yù)知范圍，而在FPGA中，用戶可以自由定義各種IP核，實(shí)現(xiàn)一些高效的復(fù)雜算法，由于與MATLAB在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上有對應(yīng)接口，設(shè)計(jì)起來也較為方便。
　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的光伏逆變系統(tǒng)，采用了FPGA作為主控芯片，控制BUCK做最大功率跟蹤，以及采用一個(gè)橋式電路，通過變壓器，將模擬的光伏電池板上的電能輸出到電網(wǎng)上。 系統(tǒng)框架圖如下所示：
　　
　　圖 1.1系統(tǒng)方案圖
　　2 電路與程序設(shè)計(jì)
　　這里分模塊對電路各結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，介紹內(nèi)容包括電路拓?fù)洹⒖刂扑惴ㄒ约皽y量回路。系統(tǒng)主要可以分為兩部分，以拓?fù)鋪矸郑岸说腂UCK主要實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤（MPPT）功能，后級的全橋通過鎖相、電流環(huán)反饋實(shí)現(xiàn)電能輸出。
　　2.1 MPPT設(shè)計(jì)
　　光伏電池板的輸出電壓有著很寬的工作范圍，而且可以根據(jù)需要進(jìn)行光伏板的串并聯(lián)，我們在模擬光伏電池板工作時(shí)選取了額定電壓為60V、額定功率100W的光伏電池板。為了保證實(shí)驗(yàn)安全，輸出電壓控制在36V附近，然后通過變壓器輸送到電網(wǎng)去。出于以上 考慮，我們選擇了Buck拓?fù)鋪碜鲎畲蠊β矢櫾O(shè)計(jì)。
　　基本的Buck拓?fù)渲胁捎昧?a target='_blank' class='arckwlink_none'>二極管作為續(xù)流通路。我們的電路輸出側(cè)工作在低壓大電流的條件下，如果采用基本的buck拓?fù)洌诙O管上會(huì)有很大損耗，極大的影響了效率。為了提高效率，我們采用Mosfet代替續(xù)流二極管，使續(xù)流的Mosfet和主開關(guān)管工作在互補(bǔ)工作狀態(tài)，替代了續(xù)流二極管的作用，極大地提高了效率。