[發(fā)明專利]一種單級三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的新型控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210095600.1
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102751736A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭飛;丁杰;吳福保;呂宏水;張軍軍;秦筱迪;黃晶生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5387
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單級三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的新型控制方法，屬于光伏發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

目前在光伏并網(wǎng)發(fā)電領(lǐng)域，控制系統(tǒng)主要基于DSP芯片來設(shè)計，由于DSP芯片都是基于軟件編程來完成相應(yīng)的控制功能，因此一旦與DSP芯片相配合的外圍電路結(jié)構(gòu)變復(fù)雜后，由于軟件中斷發(fā)生的不確定性，可能對邏輯信號，如方波信號，造成一定的延時，導(dǎo)致程序運行故障的幾率增加。而在各種控制系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛的現(xiàn)場可編程門陣列FPGA則可根據(jù)實際控制需要靈活配置其內(nèi)部的具體邏輯電路功能，有利于實現(xiàn)功能模塊化，提高系統(tǒng)的可靠性。因此，如何將DSP快速運算的實時性和FPGA的高可靠性融為一體，并以此DSP和FPGA雙處理器硬件結(jié)構(gòu)來綜合設(shè)計單級三相光伏并網(wǎng)控制系統(tǒng)具有重要意義。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種高可靠性、高度模塊化且各相電流獨立調(diào)節(jié)的單級三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的新型控制方法。?

該發(fā)明方法的特征在于：首先通過數(shù)字信號處理器DSP進行光伏陣列最大功率點跟蹤和電壓外環(huán)控制并通過串行外圍接口SPI通信給第一FPGA處理器發(fā)送A相給定電流信號i_aref，給第二FPGA處理器發(fā)送B相給定電流信號i_bref，給第三FPGA處理器發(fā)送C相給定電流信號i_cref；然后通過第一可編程邏輯門陣列FPGA處理器進行A相電流內(nèi)環(huán)控制和正弦脈寬調(diào)制后給光伏并網(wǎng)逆變器A相上、下橋臂發(fā)送驅(qū)動信號；通過第二FPGA處理器進行B相電流內(nèi)環(huán)控制和正弦脈寬調(diào)制后給光伏并網(wǎng)逆變器B相上、下橋臂發(fā)送驅(qū)動信號；通過第三FPGA處理器進行C相電流內(nèi)環(huán)控制和正弦脈寬調(diào)制后給光伏并網(wǎng)逆變器C相上、下橋臂發(fā)送驅(qū)動信號。?

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：?

步驟1?利用數(shù)字信號DSP處理器檢測市電電網(wǎng)的A、B、C三相電壓信號e_a、e_b和e_c以及光伏陣列輸出電壓u_pv和電流i_pv；

步驟2?利用第一可編程邏輯門陣列FPGA處理器檢測光伏并網(wǎng)逆變器輸出的A相電流信號i_a，利用第二FPGA處理器檢測光伏并網(wǎng)逆變器輸出的B相電流信號i_b，利用第三FPGA處理器檢測光伏并網(wǎng)逆變器輸出的的C相電流信號i_c；

步驟3?在DSP處理器內(nèi)，首先根據(jù)光伏陣列輸出電壓u_pv和電流i_pv采用常用的最大功率點跟蹤MPPT方法——擾動觀察法，求得光伏陣列最大功率點參考電壓u_ref；然后將光伏陣列輸出電壓u_pv與光伏陣列最大功率點參考電壓u_ref的差值經(jīng)過電壓比例積分PI調(diào)節(jié)器后得到逆變器輸出的d軸參考電流i_dref；接著根據(jù)市電電網(wǎng)的A、B、C三相電壓信號e_a、e_b和e_c通過鎖相環(huán)PLL方法求出電網(wǎng)電壓矢量旋轉(zhuǎn)角度θ；最后，為使逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，設(shè)置逆變器輸出的q軸參考電流i_qref=0，并利用電網(wǎng)電壓矢量旋轉(zhuǎn)角度θ將逆變器輸出的d軸參考電流i_dref和逆變器輸出的q軸參考電流i_qref進行dq矢量旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到abc三相靜止坐標(biāo)系的變換，得到A相給定電流信號i_aref、B相給定電流信號i_bref和C相給定電流信號i_cref；

步驟4?DSP處理器通過串行外圍接口SPI通信將A相給定電流信號i_aref和市電電網(wǎng)的A相電壓信號e_a傳輸給第一FPGA處理器，將B相給定電流信號i_bref和市電電網(wǎng)的B相電壓信號e_b傳輸給第二FPGA處理器，將C相給定電流信號i_cref和市電電網(wǎng)的C相電壓信號e_c傳輸給第三FPGA處理器，將光伏陣列輸出電壓u_pv傳輸給第一、第二和第三FPGA處理器；