方案--500KW光伏逆变器软件设计方案.doc

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1、500KW光伏逆变器软件设计方案编制:审核:标准化:批准:修订记录版本号日期撰写人更改内容简要说明500KW光伏逆变器软件设计方案1.概述l.i.产品设计定位500KW光伏逆变器及其可选配件，配套500KW光伏发电系统使用，使其获得最佳发电效率和发电质量。12总体方案概述500KW光伏逆变器软件技术方案主要依据同类产詁及相关产站规格书，以及公司现有的开发人员、技术储备和测试装备的条件和产品开发计划的要求而编制的。本方案主要阐述了软件的控制算法部分以及监测监控部分的软件方案。系统整体软件包括核心控制软件、监测监控软件两个大的部分。其屮控制软件包

2、括DSP部分的控制软件设计以及CPLD部分的逻辑软件设计；监测监控软件包括基于ARM系统的人机接口软件、基于ARM系统的数据采集器软件以及基于PC机部分的本地监控软件和基于服务器PC机的远程监控软件等三个部分。2.核心控制软件设计Clarke变换：对abc三相进行克拉克变换，如图2・5所示:由图示可得:图2-5克拉克变换XaX0XbXc-cJubcfa0Xc可得妙轴状态方程如下dt—R00■ia+j0"%"1o-J-R01UP_01Park变换：对abc三相进行克拉克变换，如图2-6所示:图2-6帕克变换Xdcoscotsinart一sinc

3、otcoscot_XP_coscot一sincotXd_X/3_sincotcos曲由图示可得:可得dq轴状态方程如下=CTdqdq—apXaXpxdXqdtT叭dt_io-01coLcoLidjo-Rj501由上述分析可知：经过坐标旋转变换后，三相对称静止坐标系屮的基波正弦变量将转化成同步旋转处标系屮的直流量，简化了控制系统的设计，但从dq轴状态方程可以看岀，这是一个强耦合系统，q轴电流的变化对d轴的电流有影响，而d轴电流的变化对q轴也有影响，即d、q轴电流除受控制量Ud、Uo影响外，还受耦合项coliq>-a)lid扰动和网侧电压s、—的

4、影响。2.2三相桥式有源逆变器的调节器设计由dq轴的状态方程可得:uddtdtcoL_coLipR由于dq变换之后系统是一个强耦合系统II受网侧电压5、5的影响，因此需要采样前馈解耦控制策略。由于耦合相为coLiq.—co%因此需对这两项解耦,同时加入5、J网压前馈。控制叫、Uq采用PI控制。可设计叫、〜的控制方程如下。代・・•*•ud=_（心+二）（乙—ij—皿+edsuq=-（kjp+-y）（^_z；）+coLid+eq经运算可得dq轴最终状态方程如下k-dtdiqdt*IqR-傀+十L0控制框图如2・7所示:图2・7解耦控制图2.3矢量

5、控制(SVPWM)原理性分析在abc三轴丄电压表达式如下所示UA(t)=42Umsin(cot)<=yl2Umsin(dyr-1^)Uc(t)=42Umsin伽+3)矢量电压等于三相电压相加，如图2-8所示:U⑴=彳［匕⑴+匕（/0九/3+/⑴屁”02如ABu图2-8矢量电压图三相逆变器的开关信号(Sa,Sb,Sc)可以产牛8种基本工作状态，如图2-4所示,即：100、110、010、011、001、101、111、000,这八个矢量就称为基本电压矢量，可分别命名为U0(000)、U1(001)、U2(010)、U3(Oil)、U4(100)

6、、U5(101)、U6(110)、U7(lll),如图2-9所示。I；(oid)id()ii)rjini)图2-9开关状态图在八种矢量中U0^U7称为零矢最，其余六个基木电压矢最是有效的，称做非零矢最。如图2-10所示，将复平面分为6个扇区。实现矢量控制的算法首先要判断当前的电压矢量处在哪个扇区Z屮，市图2-10可知:如果当前矢量处于第一扇区，则显然0o0,牛<朽Ugf落在第II扇区的充要条件为:—

7、〉0,0〉呵久Upf落在第III扇区的充要条件为亿<0—〉0,-牛<馆5落在第IV扇区的充要条件为亿<0Q”<0伊<朽Upf落在第V扇区的充要条件为:5<0,-—>御匕Umf落在第VI扇区的充要条件为:匕>0,匕<0,-牛<侖进一步分析以上的条件，有可看出参考电压矢量Uref所在的扇区完全由―，吕Ja-Up,-4iua-up三式与0的关系决定，可令：匕严5vzl>（）,则a=150,则B=1反之B=0V/3>0,则C=1反之C=Q在令N二A+2B+4C,由上述分析可得：当N二3时，Uref位于第I扇区；当N二1时，Uref位

8、于第II扇区;当N二5时,Uref位于第III扇区;当N二4时,Uref位于第IV扇区;当N二6时，Uref位丁第V扇区；当N二2时,Uref位丁第VT扇区。可得表