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基于DSP和FPGA的一种新型光伏并网控制方法

作者:时间:2012-12-13来源:网络收藏

2.1 DSP控制器
DSP控制器实现的功能包括锁相环(PLL)算法、MPPT算法、直流母线电压PI调节器、d,q坐标系到a,b,c坐标系的变换及SPI通信。
具体工作过程为:DSP芯片首先通过采样电路采集电网a,b,c三相电压信号ea,eb,ec及Upv和光伏阵列输出电流Ipv;然后根据Upv和Ipv,采用常用的MPPT算法,即扰动观察法,求取光伏阵列最大功率点参考电压Uref;接着将Upv与Uref作差后,通过直流母线电压PI调节器计算得到最大功率点跟踪电流Idref,同时为保证逆变器输出电流与电网电压同相位,在d,q矢量旋转坐标系中,设置q轴参考电流,Iqref =0;进一步利用电网电压矢量旋转角度θ,将d轴参考电流Idref和q轴参考电流Iqref通过d,q坐标系变换到a,b,c坐标系,得到iaref,ibref,icref;最后通过SPI总线将信号ea,eb,ec,iaref,ibref,icref,Upv,ia,ib,ic高速传输给FPGA芯片。这里给出SPI的通讯初始化程序:
b.JPG
2.2 FPGA控制器
为提高系统的模块化程度和可靠性,系统针对a,b,c三相电流信号分别采用3个独立的FPGA控制器,得到用于驱动三相逆变器a,b,c相上下桥臂的6路脉冲驱动信号。
具体工作原理:第一块FPGA处理器根据iaref与逆变器输出的a相电流信号ia的差值通过第一电流PI调节器后与市电电网的a相电压信号ea相加,得到a相电压调制信号ua1,再将ua1与Upv通过SPWM算法,得到逆变器a相上、下桥臂的驱动信号PWM1,PWM2。b,c相的工作原理与a相相同。

3 仿真与实验验证
3.1 仿真验证
为验证所提出的控制方法的有效性,基于Matlab/SimulinkSimPowerSystem构建500 kW系统仿真平台,并进行仿真验证。


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