一种应用于光伏并网系统的新型数字锁相方法.pdf

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1、《电气自动化)2o13年第35卷第3期_新能源发电控制技术一TheNewEnergyPowerControlTechnolog一种应用于光伏并网系统的新型数字锁相方法郑飞，吴蓓蓓，张军军，包斯嘉(中国电力科学研究院，江苏南京210003)摘要：基于DSP和现场可编辑门阵列(FGPA)提出了一种适合于单极三相光伏并网系统的控制方案，基于FPGA提出了一种新型数字锁相方法。不仅通过MATIAB／Simulink验证了数字锁相方法的有效性，而且将锁相方法和基于DSP和FPGA的整套控制方案，实际应用于某3kW单极三相光

2、伏并网逆变器中，并网运行实验表明：所提出的数字锁相方法能确保逆变器输出电流与电网电压同频与同相，并网运行效果良好。关键词：光伏并网系统；数字锁相；DSP；FPGA；并网运行DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2013．03．021[中图分类号]TM615[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)03—0060—03ADigitalPhase·-LockedMethodAppliedtoPhotovoltaicGrid--ConnectedSystemZHENGFei，WUBe

3、i—bei，ZHANGJun-jun，BaoSi-jia(ChinaElectricPowerResearchInstitute，NanjingJiangsu210003，China)Abstract：BasedonDSPandFPGA(Field-ProgrammableGateArray)，thispaperproposesacontrolschemesuitableforthesingle—stagethree—phasephotovohaicgrid—connectedsystemandanoveldig

4、italphase—lockedmethodbasedonFPGA．Notonlythevalidityofthisphase—lockedmethodisverifiedthroughMatlab／Simulink，butalsothephase—lockedmethodandtheentirecontrolschemebasedonDSPandFPGAareappliedtoa3kWsingle—stagethree—phasephotovoltaicgrid—connectedinverter．Theint

5、egratedoperationexperimentalresultsshowthattheproposedphase—lockedmethodcouldkeepthecurrent’S~equeneyandphasesynchronoustothegridvoltageandthegrid-connectedoperatingperformanceisexcellent．Keywords：photovohaicgrid-connectedsystem；digitalphase-locked；DSP；FPGA；g

6、rid—connectedoperation0引言太阳能作为绿色能源越来越受到世界各国的重视，光伏并网发电已成为太阳能利用的主要方式。。在光伏并网系统中，一方面为实现并网有功功率最大。，需要确保逆变器输出电流与电网电压同频与同相；另一方面当电网频率波动时需要尽可能快速、准确地锁定电网频率和相角J，因此同步锁相是光伏并网系统中的一项关键技术。目前，由于并网光伏系统一般采用由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器构成的闭环调节系统，只有当闭环调节达到稳态时，才能实现逆变器输出电流与电网电压同频与同相；另外闭环调节本质上是一种

7、有差跟踪系统，特别是在锁相环路的增益调节不恰当时其跟踪误差更为明显，锁相的准确性较难保证，并且系统动态响应速度较慢、计算较为复杂和可靠性较低。本文提出一种基于DSP和FPGA的控制方案，提出了一种新图1光伏并网系统结构型数字锁相方法，通过MATIAB／Simulink验证该数字锁相方法的逆变为交流，再通过滤波器滤波后并入电网。控制系统主要由有效性后，再将此数字锁相方法及整套控制方案，实际应用于某DSP和FPGA芯片构成，控制器工作原理为：DSP芯片通过最大3kW单级三相光伏并网逆变器中。功率跟踪MPPT算法和电压

8、PI调节器得到逆变器输出电流的d1光伏并网控制系统轴参考值i，为保证逆变器输出电流同频与同相，设置逆变器输如图1所示，单极三相光伏并网系统主要包括主电路和控制出电流的q轴参考值i=0；通过同步电流矢量控制得到系统两大部分。主电路工作原理为：三相逆变器在控制系统发出d、q轴的直流电压信号、Uq；通过由一坐标变换得到空间的PWM驱动控制信号的作用下，将光伏阵列直流母线上的直流