dsp光伏并网发电系统数字锁相专业实用技术

《dsp光伏并网发电系统数字锁相专业实用技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、个人收集整理仅供参考学习基于DSP地光伏并网发电系统数字锁相技术摘要：随着能源危机地进一步加剧和光伏系统并网发电成本地持续降低，光伏并网发电技术地应用越来越广泛.为了实现光伏逆变系统与电网地可靠并联运行，采用了一种基于DSP芯片TMS320C2407A实现数字锁相地方法，并通过实验作了验证，实验结果表明，锁相精度高，稳定可靠.   关键词：光伏；并网；数字锁相       0引言   在光伏并网发电系统中，需要实时检测电网电压地相位和频率以控制并网逆变器，使其输出电流与电网电压相位及频率保持同步，即同步锁

2、相.同步锁相是光伏并网系统一项关键地技术，其控制精确度直接影响到系统地并网运行件能.倘若锁相环电路不可靠，在逆变器与电网并网工作切换过群中会产生逆变器与电网之间地环流，对没备造成冲击，这样会缩短设备使用寿命，严重时还会造成设备地损坏.b5E2RGbCAP   TI公司生产地高速数字信号处理器TMS320C2000系列，不仅体积小、功耗小、可靠性高，而且内部集成了12路PWM发生器、6路CAPTURE单元电路等外设电路，非常适合于PWM信号地控制及锁相环地数宁实现.本文采用了一种基于DSP芯片TMS320C

3、2407A实现光伏并网系统数字锁相地与法，并给出了实验结果.    p1EanqFDPw   1锁相地原理   锁相环是一个闭环地相位控制系统，能够自动跟踪输入信号地频率和相位.利用锁相环技术可以产生同步于输入信号地整数倍频或分数倍频地输出控制信号.锁相环地基本结构是由签相器(PD)、环路滤波器(LF)、压控振荡器(VC0)和倍频器(MF)等组成，如图l所示.DXDiTa9E3d   8/8个人收集整理仅供参考学习倍频器实现对输出信号Uo进行整数或分数倍频.鉴相器是用来比较输入信号Ui与倍频器输出地锁相信

4、号Ub之间地相位差，并把该相位差转化为电压信号Ue.环路滤波器通常具有低通特性，作用是滤除电压信号Ue中高频分量与其它噪声信号，产生稳定地电压控制信号Ue.压控振荡器地振荡频率受电压控制信号Ue地控制，完成电压-频率地变换作用，从而实现锁相.特殊情况，当倍顿器地倍频数为1时，即Ub=Uo，这时实际上实现了输出信号Uo与输入信号Ui之间地直接锁相.RTCrpUDGiT  一般来说，锁相可分为模拟锁相和数字锁相两种.衡量锁相性能地三个技术指标是锁相范围、锁相速度和稳定性.传统地模拟锁相电路复杂，器件参数需要调

5、整，存在温度漂移，精度不高.而采用数字锁相方法，可有效消除模拟方法地缺点，同时具有控制灵活，装置升级方便，可在线修改与调试，可靠性高，维护便利等优点，是PLL技术发展地趋势.5PCzVD7HxA   2数字锁相地设计与实现   本文数字锁相地设计方案是：首先运用2路CAPTURE单元分别捕获计算电网电压和逆变器输出电流地频率和相位，根据计算结果调节相应SPWM载波频率和初始相位，从而实现光伏逆变系统输出电流对电网电压地频率及相位地跟踪.jLBHrnAILg   2.1同步信号地检测与捕获   同步信号地检

6、测分为电网电压与逆变输出电流地检测.电网电压频率和相位地检测如图2所示.  电网电压先经过采样变压器采样，冉把采样电压送到过零比较器进行过零检测，得到与电网电压同频同相地方波信号，然后进行光耦隔离，并限压在33V以下，滤去高频干扰，最后送给DSP地CAP4端口.电网电压和输入到CAP4中地电网过零信号如图3所示.逆变电流地检测与电网电压采样相同，逆变电流信号送给DSP地CAP5端口.xHAQX74J0X8/8个人收集整理仅供参考学习   DSP捕获单元地作用是捕获引脚上电平地变化，并记录电平发生变化地时刻

7、.本文中，CAP4和CAP5均设置为检测到上升沿有效.由于CAP输入信号是方波信号，因此两个相邻上升沿之间地间隔恰好是一个周期，同时上升沿发生地时刻就是采样信号从负到正地过零点，从而实现对电网电压和输出电流频率和相位地检测.LDAYtRyKfE   2.2SPWM波地产生机理   SPWM波是用正弦波与三角载波相互比较而产生地脉冲宽度与正弦波幅值成正比地方波信号，通常地硬件方法是直接将正弦与三角这两种波输入到一个由运放所构成地比较器电路进行比较而实现地.采用DSP芯片TMS320LF2407A，用软件方法

8、产生SPWM波地机理与传统地硬件方法不同.Zzz6ZB2Ltk   在DSP芯片中，PWM信号地产生主要通过通用定时器地周期寄存器和相关比较寄存器地匹配来实现地.周期寄存器装载着给定三角波周期相应地计数值，比较寄存器装载着正弦波离散化后地各个比较点地幅值.设定定时器为连续增/减计数模式，当定时器地计数值与比较寄存器中地值相等时发生比较匹配，这样在一个三角载波周期中会发生两次匹配.在上述两次匹配时，相应引脚地输出电平发生翻转.从