基于

VC++光伏逆变器监控系统的设计和实现

关键字：光伏

 逆变器 监控系统 

0 引言
    全球经济飞速发展，能源问题也越来越备受关注。解决能源短缺问题除了一方面节约能源
消耗外，另一方面就是开发使用新能源，太阳能作为一种绿色环保的清洁能源，越来越得
到各国的重视，对于光伏系统的研究和应用也越显重视。光伏系统中最为关键的技术就是逆
变。光伏逆变器主要实现逆变功能，并且决定了整个系统的稳定性与使用的可靠性。为了更
好地对光伏逆变器集中控制与维护，实现数据的检测、分析与管理，进一步提高系统的使用
性能，开发一套具有数据采集、实时显示运行状态、数据存储、历时查询及报表打印等功能的
监控软件是系统管理员所期望的，也是完善光伏并网系统所必不可少的。为此，本文开发了
基于

VC++的光伏逆变器的数据采集与监控系统。

1 光伏并网逆变系统工作原理
    太阳能电池阵列将接收到的太阳能直接转换后在三相逆变器的输出端输出高频 SPWM 波，
基波是正弦波，经过电感滤波后，向电网馈入与电网电压同频同相的正弦波电流，实现并
网电流的正弦化和单位功率因数。这里，三相逆变器为电流控制型电压源逆变器。如果要使
光伏阵列在并网发电时，使其工作稳定，能够输出最大功率，则必须首先稳定其工作电压
并找出其最大功率点的工作电压。本课题设计的是非隔离的

10kW 三相并网逆变器系统，采

用两级拓扑结构。前级采用带

MPPT 的 DC-DCBOOST 压电升路，后级采用 DC-AC 的逆变

电路，兄图

1。本系统中并网光伏逆变器直流最高输入电压为 450V，额定功率为 10kW，交

流输出并入

380V 交流电网。逆变器的硬件系统有三个主要部分：功率电路、控制电路和驱

动电路。
    逆变器的主拓扑结构采用三相全桥逆变电路，如图 1 所示，功率器件使用 IGBT，开关频
率为

15kHz，为了防止电能从电网流入太阳能光伏阵列，在直流侧加了防反二极管；逆变

器的输出端使用了

LC 滤波电路滤除高频分量，在逆变器的输入端和输出端都安装了接触

器，当逆变器检测到外部故障时，都立即关断接触器，实现逆变器的可靠隔离和保护。逆变
器采用大电容解耦，在解耦电容的两端增加了放电通道，以保证维护人员的人身安全，逆
变器还提供了较好的人机界面，当出现故障时，通过发光二极管的组合编码，给出故障的
具体类型。逆变器冷却
方式采用自然空气冷却和强制风冷相结合的方式，当系统检测到的温度高于设定值时启动
风扇，进行强制风冷，当温度较低时，采用自然空气冷却。

    逆变器的控制电路的主控制器使用的是 TI 公司的 TMS320F28335 芯片，该芯片具有处理
性能更快、外设集成度高、

A／D 转换速度更快等特点。该芯片的采用可以很好满足对三相全

桥逆变器进行实时控制的要求。
2 监控系统的硬件基础
2．1 TMS320F2812DSP 控制芯片提供串行通信接口 SCI