基于DSP和FPGA的一種新型光伏并網控制方法
2.1 DSP控制器
DSP控制器實現的功能包括鎖相環(PLL)算法、MPPT算法、直流母線電壓PI調節器、d,q坐標系到a,b,c坐標系的變換及SPI通信。
具體工作過程為:DSP芯片首先通過采樣電路采集電網a,b,c三相電壓信號ea,eb,ec及Upv和光伏陣列輸出電流Ipv;然后根據Upv和Ipv,采用常用的MPPT算法,即擾動觀察法,求取光伏陣列最大功率點參考電壓Uref;接著將Upv與Uref作差后,通過直流母線電壓PI調節器計算得到最大功率點跟蹤電流Idref,同時為保證逆變器輸出電流與電網電壓同相位,在d,q矢量旋轉坐標系中,設置q軸參考電流,Iqref =0;進一步利用電網電壓矢量旋轉角度θ,將d軸參考電流Idref和q軸參考電流Iqref通過d,q坐標系變換到a,b,c坐標系,得到iaref,ibref,icref;最后通過SPI總線將信號ea,eb,ec,iaref,ibref,icref,Upv,ia,ib,ic高速傳輸給FPGA芯片。這里給出SPI的通訊初始化程序:

2.2 FPGA控制器
為提高系統的模塊化程度和可靠性,系統針對a,b,c三相電流信號分別采用3個獨立的FPGA控制器,得到用于驅動三相逆變器a,b,c相上下橋臂的6路脈沖驅動信號。
具體工作原理:第一塊FPGA處理器根據iaref與光伏并網逆變器輸出的a相電流信號ia的差值通過第一電流PI調節器后與市電電網的a相電壓信號ea相加,得到a相電壓調制信號ua1,再將ua1與Upv通過SPWM算法,得到光伏并網逆變器a相上、下橋臂的驅動信號PWM1,PWM2。b,c相的工作原理與a相相同。
3 仿真與實驗驗證
3.1 仿真驗證
為驗證所提出的控制方法的有效性,基于Matlab/SimulinkSimPowerSystem構建500 kW光伏并網系統仿真平臺,并進行仿真驗證。
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