[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于異步通訊方式的電網(wǎng)相位跟蹤系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810261427.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108448642B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛愿;王亞迪;張曉昕;張艷;余諾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/40
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/40
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專(zhuān)利代理有限公司 11403
• 代理人: 楊紅梅

本發(fā)明屬于電力電子裝置控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于異步通訊方式的電網(wǎng)相位跟蹤系統(tǒng)及方法。發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種基于異步通訊方式的電網(wǎng)相位跟蹤系統(tǒng)及方法，通過(guò)基于異步通訊方式，解決了在較為復(fù)雜的硬件系統(tǒng)里難以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓的相位跟蹤問(wèn)題。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出這樣一種基于異步通訊方式的電網(wǎng)相位跟蹤系統(tǒng)及方法，包括并網(wǎng)逆變器模塊、電網(wǎng)電壓檢測(cè)模塊、儲(chǔ)能器件、IGBT模塊、隔離變壓器和并網(wǎng)接觸器；并網(wǎng)逆變器模塊和電網(wǎng)電壓檢測(cè)模塊之間進(jìn)行CAN通訊。本發(fā)明具有能在較為復(fù)雜的硬件系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓的相位跟蹤的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子裝置控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于異步通訊方式的電網(wǎng)相位跟蹤系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著各種非線性負(fù)載的大量使用，電能質(zhì)量問(wèn)題日益突出，用來(lái)改善電能質(zhì)量的各種電力電子裝置得了較廣泛的應(yīng)用。它們直接或通過(guò)變壓器、電抗器等設(shè)備與電網(wǎng)并聯(lián)或串聯(lián)，并依賴(lài)電源電壓與電網(wǎng)保持同步運(yùn)行。要實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變電源與電網(wǎng)的同步運(yùn)行，首先必須檢測(cè)電網(wǎng)電壓的頻率和相位，并以此來(lái)控制變換器，使其與電網(wǎng)電壓保持同步。在此過(guò)程中，相位跟蹤是控制的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是電力電子裝置實(shí)現(xiàn)有效控制的基礎(chǔ)。

目前，并網(wǎng)逆變器的相位跟蹤方案多是：通過(guò)硬件過(guò)零檢測(cè)法或者復(fù)雜的同步坐標(biāo)變換、濾波及反變換等軟件方式獲得系統(tǒng)電壓、電網(wǎng)電壓的相位，根據(jù)兩個(gè)相位信號(hào)的相對(duì)情況，實(shí)施對(duì)系統(tǒng)電壓相位的控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電壓與電網(wǎng)電壓信號(hào)的同步。不管是硬件檢測(cè)法還是軟件處理法，系統(tǒng)電壓、電網(wǎng)電壓的相位信號(hào)均為同步輸送到同一個(gè)主控芯片中，在相同的主控頻率下同步實(shí)施相同的處理。而兩相位信號(hào)輸送到不同主頻的控制芯片，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓的相位跟蹤的方法則幾乎無(wú)相關(guān)文獻(xiàn)和專(zhuān)利進(jìn)行論述。為解決這一問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種兩主控芯片基于異步通訊方式實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)相位跟蹤的方法，該法能在較為復(fù)雜的硬件系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓的相位跟蹤。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種基于異步通訊方式的電網(wǎng)相位跟蹤系統(tǒng)及方法，通過(guò)基于異步通訊方式，解決了在較為復(fù)雜的硬件系統(tǒng)里難以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓的相位跟蹤的問(wèn)題，具有能在較為復(fù)雜的硬件系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓的相位跟蹤的效果。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于異步通訊方式的電網(wǎng)相位跟蹤系統(tǒng)，包括并網(wǎng)逆變器模塊和電網(wǎng)電壓檢測(cè)模塊；并網(wǎng)逆變器模塊包括儲(chǔ)能器件、IGBT模塊、濾波器、隔離變壓器、并網(wǎng)接觸器和DSP主控板；儲(chǔ)能器件、IGBT模塊、濾波器、隔離變壓器和并網(wǎng)接觸器順次連接，并網(wǎng)接觸器再連接至電網(wǎng)，并網(wǎng)逆變器模塊和電網(wǎng)電壓檢測(cè)模塊之間進(jìn)行CAN通訊。

優(yōu)選的，所述并網(wǎng)逆變器模塊的DSP主控板包括DSP主控單元、PWM控制單元和AD采樣/捕獲單元；AD采樣/捕獲單元用于逆變器信號(hào)的AD采樣，采集的信號(hào)包括經(jīng)過(guò)IGBT模塊的電壓u_dc、總電流i_dc及其各支路電流i_a、i_b和i_c，還對(duì)隔離變壓器輸出端的電流v_a、v_b和v_c進(jìn)行采樣，并將采集的信號(hào)傳送給DSP主控板；DSP主控板用于數(shù)據(jù)處理和算法運(yùn)行，并通過(guò)SVPWM技術(shù)形成驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)IGBT模塊，最后通過(guò)濾波器輸出正弦信號(hào)。

優(yōu)選的，所述電網(wǎng)電壓檢測(cè)模塊包括ARM通訊單元和AD采樣單元，AD采樣單元采集電網(wǎng)電壓v_sa、v_sb和v_sc，并將采集的信號(hào)傳送給ARM通訊單元；DSP主控板采用主頻90MHz的TMS320F2812PGFA；ARM通訊板采用主頻72MHz的STM32F107VCT6；ARM通訊板和DSP主控板之間通過(guò)波特率1MHz的CAN異步通訊交互數(shù)據(jù)。