基于dsp与fpga双馈式风电变流器控制系统

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1、第47卷第6期电力电子技术Vo1．47．No．62013年6月PowerElectronicsJune2013基于DSP与FPGA的双馈式风电变流器控制系统张兴，郭巍，孙永佳，肖(1．华电宁夏宁东风电有限公司，宁夏银川2．南京国电南自风电自动化技术有限公司．江苏摘要：针对双馈式变速恒频(VSCF)风电机组的控制方式进行了研究，并以2MWVSCF风电机组为模型，设计了基于TMS320C28346型DSP与现场可编程门阵列(FPGA)的双馈风力发电变流器系统，控制系统硬件平台采用标准6U机箱，具有高可靠性与抗干扰性。该系统将矢量控制技术应用于发电机控制，并对

2、网侧和转子侧变流器采用双闭环控制策略。最后在自主研发的2MW双馈式变流器样机上进行了大量实验和长期的现场试运行．验证了控制方法的可行性与实用性。关键词：变流器：变速恒频；双馈中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)06—0050—04Doubly．．fedWind．．powerConverterControlSystemBasedonDSPandFPGAZHANGXing，GUOWei，SUNYong-jia2，XIAOYao(1．HuadianNingxiaⅣngDongWindPowerCo．，Ltd．，Yinchu

3、an750000，China)Abstract：Thispaperisconcentratedwiththeresearchofthecontrolmethodondoubly—fedvariablespeedconstantfrequency(VSCF)windpowergenerationsystem．Withrespectof2MWVSCFwind—powersystem，itlaunchesthedoubly-fedwind—powerconvertercontrolsystembasedonTMS320C28346DSPandFPGA．Thec

4、ontrolsystemhard—wareplatformhashighstabilityandimmuni~．applyingwithstandardunit．Thegeneratoriscontrolledwithvectorcontrolmethodanddoubleclosed—loopcontrolstrategyintermsofgrid—sideandrotor—sideconverter．Thefreshcontrolsystemisimplementedwit}l2MWdoubly-fedwind—powerconverteralong

5、withvariableexperimentsandlong—termsiteoperation，itdemonstratesreliabilityandpracfieab~ityofthiscontrolstrategy．；Keywords：converter；variablespeedconstantfrequency；doubly—fed㈣1引言频为150MHz的TMS320C28335+CPLD方案，但在进行低电压穿越实验与强励磁实验过程中。发目前风电技术可分为恒速恒频控制方式和现运算速度无法满足实验要求。因此设计了风电、VSCF控制方式。VSC

6、F风力发电机可提供更高的光伏变流器统一的硬件平台。采用模块化设计，按风能利用效率，故越来越多地用于大功率机组【l_2】。照功能划分为系统核心控制板、开关电源、开入接在此设计了基于TMS320C28346型DSP与FPGA口板、采样板、光纤接口板、通讯板、故障录波板与的双馈式风力发电变流器系统。控制系统平台采用总线底板，并在机箱中预留插板位置。其中核心控主频300MHz的DSP芯片与FPGA共同控制．大制板采用TMS320C28346型DSP与FPGA芯片共大提高了系统的稳定性以及实时性[3】。控制系统同构成，极大地提升了可靠性与运算速度。控制平采用矢量控

7、制技术和功率闭环的变速控制策略。台采用模块化设计思想，能兼容全功率等级双馈、最后在自主研发的2MW双馈式风电变流器的样直驱变流器与光伏逆变器控制系统，配备多路信机上进行了实验和现场试运行，验证了控制系统号采集通道、信号输出通道与通讯接口，具备多种的可靠性。PWM输出和保护方案，采用标准6U机箱结构，控2控制系统硬件平台制系统硬件平台总体方案见图1。1．5MW双馈式风电变流器硬件平台采用主2MW双馈式变流器均采用塔上安装方式，给故障诊断带来一定困难。为提高调试与故障诊断速度，采用WIFI通讯与故障录波相结合的方定稿日期：2013—04—25案。采用大容量N

8、VSRAM与FLASH芯片相结合，作者简介：张兴(1966一)，男，山东人，工程