光伏并網(wǎng)逆變器的電流鎖相改進(jìn)方案及實(shí)現(xiàn)
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3．2 鎖相算法
鎖相算法需在電網(wǎng)電壓每次過零時(shí)執(zhí)行一次，圖3示出鎖相算法流程圖。在確定θ0后需算出每個(gè)PWM周期的角度增量△θ，而△θ由每個(gè)正弦波周期內(nèi)的PWM脈沖個(gè)數(shù)n決定，△θ=360°／n。由于PWM周期(由開關(guān)頻率決定)是固定值，當(dāng)f恒定時(shí)(50 Hz)，n也為定值。但f波動(dòng)或現(xiàn)實(shí)中各種干擾會引起PWM脈沖假跳變，所以n值是波動(dòng)的。因此鎖相算法的核心是根據(jù)前一個(gè)(或前面多個(gè))正弦波周期內(nèi)的n值來調(diào)整后一周期的△θ，從而準(zhǔn)確算出任意時(shí)刻的θ。如果不加調(diào)整或調(diào)整不當(dāng)，均會導(dǎo)致鎖相失敗。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/175947.htm
為保證鎖相穩(wěn)定可靠，要進(jìn)行初次鎖相和預(yù)鎖相，此時(shí)算出的θ不參與電流控制程序，即不發(fā)控制脈沖。直至預(yù)鎖相100次時(shí)才認(rèn)為可正常鎖相，θ才可用于控制?？梢婎A(yù)鎖相具有均值濾波的效果。
此處采用帶遺忘的累加算法來根據(jù)前次周期的n值計(jì)算后次周期的n值。遺忘算法公式為：
n=0．9nlast+0．1npl，nlast=n (2)
式中：n，npl，nlast分別為該周期用于計(jì)算、該周期實(shí)際計(jì)數(shù)得到、上周期用于計(jì)算的PWM脈沖個(gè)數(shù)。
由式(2)可見，前面周期確定了的n值對后面周期的n值影響很大，很好地起到了濾除干擾的作用。而隨著時(shí)間的推移，越往前的周期對后面周期的影響越來越小(即產(chǎn)生“遺忘”)，這與實(shí)際情況相符。之所以有權(quán)重的差別是因?yàn)榍耙淮蔚闹狄呀?jīng)經(jīng)過多次濾波，所以更真實(shí)，而此次的值極可能有干擾，而常規(guī)的加權(quán)平均算法沒有考慮權(quán)重，只是簡單地求兩次的平均值。相比之下，顯然遺忘算法有優(yōu)良的自適應(yīng)性，甚至具有PI調(diào)節(jié)的效果，可有效抑制運(yùn)行時(shí)的突變狀況。
4 電流控制系統(tǒng)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)
4．1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
圖4示出電流控制系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)框圖。在主電路中，阻感負(fù)載采用三相電抗器串聯(lián)可調(diào)變阻器。由于僅討論電流環(huán)的設(shè)計(jì)，此處用單相二極管整流橋代替光伏極板及DC／DC電路，作為逆變器的輸入直流電壓源。繼電器K1，K2用來控制系統(tǒng)上電：K1吸合，K2斷開，充電電阻(可抑制充電電流)串入電路，直流電容穩(wěn)定充電。當(dāng)直流電壓穩(wěn)定后吸合K2，短路充電電阻，以減小電路損耗。DSP檢測到K1，K2都吸合的信號后控制接觸器吸合，使逆變器并網(wǎng)。逆變器與電網(wǎng)斷開時(shí)，K2通過放電電阻給它提供放電回路。控制電路以MC56F8345 DSP為核心，驅(qū)動(dòng)電路采用M57962L。若采用硬件鎖相，則圖4中交流電壓采樣電路后端還應(yīng)加入比較電路，共同組成電網(wǎng)電壓過零信號檢測電路，以得到與電網(wǎng)電壓同步的方波信號。
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