模塊化三相三電平低壓光伏逆變器實驗平臺設計

嚴慶增，趙天潤，肖浪濤，趙仁德

（中國石油大學（華東）新能源學院，山東青島 266580）

0 引言

光伏發電是重要的新能源利用形式，其碳排放量是化石能源發電的1／10～1／20，能夠為實現“碳達峰、碳中和”提供強勁引擎［1-2］。三電平光伏并網逆變器與傳統兩電平逆變器相比，輸出電壓電平數增加，從而使輸出電流諧波含量降低、器件電壓應力減小、電磁干擾下降［3-4］。因此，三電平光伏并網逆變器有著廣泛的應用前景，也成為目前高校光伏發電相關課程的重要講授內容［5-7］。

本文設計并搭建了一種模塊化三相三電平低壓光伏逆變器實驗平臺，使學生更加形象直觀地認識光伏發電系統，加深對理論知識的理解。

1 模塊化實驗平臺硬件設計

設計的模塊化三相三電平低壓光伏逆變器實驗平臺如圖1 所示。實驗平臺包括斷路器模塊、直流母線電容模塊、L 濾波器模塊、傳感器模塊、DSP 控制板模塊、三相逆變橋模塊和隔離電源模塊，各模塊功能：

圖1 模塊化三相三電平低壓光伏逆變器實驗平臺設計圖

（1）斷路器模塊。用于接通或斷開光伏陣列、三相電網和220 V電源，便于調試。

（2）直流母線電容模塊。電容兩串兩并以提高耐壓和容值，電容兩端并聯有均壓電阻。

（3）L濾波器模塊。用于濾除高頻諧波電流，考慮到電感對周圍電路的干擾問題，采取外接方案。

（4）傳感器模塊。包括4 個LV-25P 型電壓傳感器和3 個LA25-NP 型電流傳感器，用于測量線電壓eab、ebc、eca、直流母線電壓vdc以及三相并網電流ia、ib、ic。

（5）DSP 控制板模塊。采用TI 公司的TMS320F28335 DSP，通過集成的模數轉換器接收傳感器模塊輸出的模擬信號，將模擬信號轉換為數字信號。……