随着电力技术的发展，光伏的并网容量越来越大，因此对通过光伏逆变器并入电网的电能质量要求越来越高。为了保证光伏并网逆变器输出的交流信号符合电网的频率、相位关系，需要对并网点的电压、电流进行实时采样，将采样得到的信号量进行调理后送入数字控制系统，从而实现光伏逆变器的高质量并网。因此，如何快速、准确地采集各种电力参数尤为重要。
1逆变器工作原理
光伏逆变器可分为绝缘型和非绝缘型。其中，未绝缘的逆变器是未来光伏发电系统的发展方向。但是，由于变压器不用于绝缘和放大，逆变器可以很容易地将直流组件引入电网，在这种拓扑结构下产生的土壤排放电流成为当今的技术问题。单相无绝缘逆变器的粗略拓扑图和开关信号。网络的电压在连接到网络的系统中是固定的，因此唯一控制的值是连接到网络的电流。这时，逆变器的有源和无功输出功率可以通过控制逆变器输出电流的振幅和相位来控制。在逆变器的两个桥式杠杆上改变开关管的开/关状态会不断改变输出滤波器电感两端的极性。这时，交流通过滤波器电感的两端流动，电流的谐波成分随着开关管的开关频率增加而减少。输出端的滤波电容器可以过滤高频谐波电流。逆变器桥臂上的开关由调制波和载波产生的信号触发，其中载波是固定的，三角波和锯齿波是常用的，调制波的振幅和相位必须根据控制目的而变化，因此可以灵活地改变逆变器开关的工作持续时间、时间和时间，最后可以改变逆变器输出电流的大小和相位。
2并网信号检测系统设计
三相光伏逆变器的额定功率为50kW，额定输出线电压为380V，采样电流峰值达到107A，超出了微型互感器测量范围，因此采集的电流信号不能直接进行转换处理，需要先经过一级变换器。采集到的电流信号在经过一级电流互感器变换后，降至很低的电流范围内，一般为5A。但是5A电流信号依然很大，转换后的电压远超出DSP的承受范围，因此通过微型电流互感器CHB-25NP使电流信号降至-15~15mA。因DSP只能处理电压信号，故需进行电流与电压信号的转换，而在本系统中电流与电压的转换原理，实际上是在微型互感器CHB-25NP的输出端并联电阻（阻值为100Ω）。DSP自带的A/D端口只识别0~3V信号，专用的A/D采样芯片识别的信号范围可能更宽，但是会增加电路的复杂程度。本系统采样端口使用DSP自带的A/D，经采样电阻所得电压应保持在-0.346~0.346V。电压采样电路。需要检测的电压信号额定有效值为220V，与电流采样电路原理相似，差异在于电流采样电路是先经过电流互感器变成小电流信号，而电压采样电路是先经过电压互感器变成一个能使微型电压互感器CHV-20L接受的低电压信号；同时在电压采样电路的一级电压互感器的二次侧线路上增加了一个限流电阻R0，防止流过二级电压互感器的电流过大而烧毁。
3故障报警电路设计
交流过流故障报警电路如图8所示.该电路以信号检测电路图3的V2为输入电压，第一级为比例放大，通过调节R15使输出电压V5＝2.8V，然后通过二极管半波整流滤波，得到V6＝3.7V的临界报警电压，以3.7V作为第二级电压比较电路的给定电压。当逆变器过流时，V6高于给定电压3.7V时，V7输出高电平，通过光耦TLP521-1隔离导通后，输出低电平信号la-alarm，送给DSP发出过流故障报警信号.过流故障报警电路各级输出电压波形，示波器测试值为峰值.当V2＝6.935V时，V5＝-3.928V，临界报警电压V6＝3.573V直流电压，取给定电压3.7V，满足设计要求.用相同的设计方法，可以设计直流母线过压、欠压检测和报警电路。
4电网模拟源
在实验过程中，传感器系统应模拟超高频和低频、电压波动、闪烁、谐波波等缺陷。栋在电网侧，要检查被测试设备因电网侧异常而产生的相关行为。电网真实侧的缺陷不受人的控制，因此并网逆变器在测试期间没有直接接入真实电网，要完成这一任务，需要一个电网仿真源来模拟电网侧的缺陷。电网仿真源由传感和控制系统、发射装置、能量转换装置和滤波单元四部分组成。在启动器中，电阻器和接触器并联连接，接触器两端分别连接到能量逆变器和电网。能量转换单元由三相系统组成，每一步可分为精馏和反转两部分。电平转换可将电网输入电压转换成幅度和频率可调的交流电压，以模拟电压波动和闪烁。
5优化策略
5.1使用功率因数校正技术来抑制电网谐波
在主电源和输出负载之间并行连接的逆变器用于输出负载补偿电流，输入电流的波形通过监测输入正弦电压的波形来实现功率因数补偿的目标。现在很多人选择并行PCF，而不是传统技术，因为使用AC-DC电源是重复的，为了达到预期的效果，只能处理部分无功功率。基于并联结构的使用，扩展应用于并联多电平逆变器电路或多个逆变器并联结构的方法会更容易。高容量谐波的补偿可以通过增加PFC的等效开关频率和减少开关消耗来实现。
5.2漏电流故障处理方法
光伏逆变器使用中常见的缺陷包括漏电流缺陷。当这种缺陷发生时，会影响设备的安全性和适用性，并使光伏系统难以实现工作目标。因此，必须将泄漏电流缺陷视为故障检测的日常内容之一，并增加对每条线路运行状态的检查。通常使用电流检查设备进行故障诊断，具体故障位置由电路中电流变化的性质决定。考虑到这些故障的原因主要是安装问题、设备质量问题、安装位置错误等。栋在诊断和治疗缺陷时，应将上述情况视为确定缺陷点的主要检查方向。如果在检查过程中发现直流接头质量问题，应及时更换接头，以确保系统中电流的有序流动，并防止漏电。然后，必须跟踪和评估直流连接器的执行效果，并及时处理执行故障。同时还必须注意及时更换不合格的配件。当电流通过不合格的部件时，会发生泄漏，从而降低系统运行的安全性，并对部件所在的存储设备构成威胁。实际发现缺陷时，应采取针对性措施，改善零件质量，提高零件在电路中的利用率。此外，为了防止逆变器因安装位置不当而退出，应保证合理的安装位置设计，高度和尺寸设计应与施工现场配合进行。在设备泄漏或质量低劣的情况下，应喷涂灰尘，以找到缺陷点，并且缺陷问题应得到很好的解决。
5.3装置控制回路设计
考虑到设备的所有断路器和开关必须自动打开和关闭，以下要求适用于传感设备的控制系统设计:(1)控制系统必须具有远程控制功能和本地控制功能。(2)低压端到端测试过程由检测系统控制，测试工作可以自动进行。(3)检测系统中的所有断路器都将自动控制；(4)控制系统的主界面具有人机交互的功能。根据上述要求，系统由可编程控制器控制。为了确保测试装置的安全运行，所有断路器和刀开关均由PLC自动控制系统关闭。所有断路器和刀开关均可更换为具有直流控制功能的无触点交流继电器，无触点继电器的直流电源由PLC控制，实现自动开/关继电器。
结束语
注重能源消费和环境保护，发展新能源产业，大力促进低碳经济，已成为一项重要共识。光伏的发展对中国能源结构的改善和社会主义生态文明建设起到了积极的作用。逆变器作为光伏电池和电网之间的能量交换媒介，应根据电网调节输出电压的幅度、频率和相位，使输出电压能够严格满足网络连接的要求。因此，为光伏逆变器开发一个可靠的并网传感系统，以保证产品的安全运行，具有十分重要的意义。
参考文献
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