<meta name="Subject" content="随着光伏电池新材料、新工艺的突破和数字控制技术的发展，世界各国看到了以光伏发电作为替代能源的良好前景。单相光伏并网逆变器以其重量轻、安装方便、易于推广，受到人们越来越多的关注，成为研究的热点。本文所做工作主要是基于某额定功率为5kW的单相光伏并网逆变器项目，文中就单相光伏并网逆变器的拓扑、整体控制策略、锁相环设计以及并网电流谐波抑制等问题进行了深入的分析。本文首先根据项目参数选择了前级Boost电路，后级改进型全桥电路的两级式拓扑结构，详细分析了其工作原理。然后对Boost电路和逆变电路分别建模，通过对控制对象特性的分析，对模型进行了简化处理，在此基础上完成了Boost电路和逆变电路的双环控制器设计。文中详细介绍了单相逆变系统中数字锁相环的设计方法，给出了各参数选取原则，完成了带通滤波器、全通滤波器和控制器的设计。本文分析了并网电流中的谐波来源，在此基础上，探讨了解决并网电流畸变问题的若干种方法。着重分析了比例谐振调节器和PI加前馈的控制方法，前者在谐振频率点具有较高的增益，能够减小对参考电流的跟踪误差，抑制电网畸变的影响；后者是针对电网电压畸变在控制环路中直接引入前馈网络来抵消其影响，理论上前馈控制可以完全消除电网畸变引起的并网电流谐波。通过仿真和试验，证明所设计的光伏并网逆变器的性能指标达到了设计要求，验证了所提出算法的有效性。">
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单相光伏并网逆变器控制策略研究
Control Strategy Study on Single-phase Grid-connected Photovoltaic Inverter
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随着光伏电池新材料、新工艺的突破和数字控制技术的发展，世界各国看到了以光伏发电作为替代能源的良好前景。单相光伏并网逆变器以其重量轻、安装方便、易于推广，受到人们越来越多的关注，成为研究的热点。本文所做工作主要是基于某额定功率为5kW的单相光伏并网逆变器项目，文中就单相光伏并网逆变器的拓扑、整体控制策略、锁相环设计以及并网电流谐波抑制等问题进行了深入的分析。本文首先根据项目参数选择了前级Boost电路，后级改进型全桥电路的两级式拓扑结构，详细分析了其工作原理。然后对Boost电路和逆变电路分别建模，通过对控制对象特性的分析，对模型进行了简化处理，在此基础上完成了Boost电路和逆变电路的双环控制器设计。文中详细介绍了单相逆变系统中数字锁相环的设计方法，给出了各参数选取原则，完成了带通滤波器、全通滤波器和控制器的设计。本文分析了并网电流中的谐波来源，在此基础上，探讨了解决并网电流畸变问题的若干种方法。着重分析了比例谐振调节器和PI加前馈的控制方法，前者在谐振频率点具有较高的增益，能够减小对参考电流的跟踪误差，抑制电网畸变的影响；后者是针对电网电压畸变在控制环路中直接引入前馈网络来抵消其影响，理论上前馈控制可以完全消除电网畸变引起的并网电流谐波。通过仿真和试验，证明所设计的光伏并网逆变器的性能指标达到了设计要求，验证了所提出算法的有效性。
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基于光伏并网逆变器锁相环技术研究
在光伏并网系统中,准确并快速地检测到电网电压的频率、相位和幅值是必不可少的环节.利用DSP内部的捕获单元、通用定时器和比较单元,方便地实现了对电网电压和光伏发电输出电流的信号捕获,从而达到调频调相的目的,达到并网条件.选取电网电压正过零检测数字锁相环,设计了硬件实现电路,给出了软件流程图.实验结果验证了该方法的可行性和有效性.
DING Wenfang
LI Zhipeng
作者单位：
湖北工业大学电气与电子工程学院,湖北武汉,430068
国家电网咸宁供电公司,湖北咸宁,437100
国家电网襄阳供电公司,湖北襄阳,441000
年，卷(期)：
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万方数据电子出版社【锁相环】锁相环_逆变西安_牛宝宝文章网【锁相环】锁相环_逆变西安专题：数字锁相环：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的频率和相位，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的频率及相位的跟踪。一、同步信号的检测与捕获同步信号的检测分为电网电压与逆变输出电流的检测。电网电压频率和相位的检测为：电网电压———过零比较器——光耦隔离——限压滤波——CAP4电网电压首先经过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的方波信号，然后进行光耦隔离，并限压在3.3v以下，滤去高频干扰，最后送给DSP的C AP4端口，电网电压和输入到CAP4中的电网过零信号如下图：逆变电流的检测与电网电压采样相同，逆变电流信号送给DSP的CAP5端口。DSP捕获单元的作用是捕获引脚电平的变化，并记录电平发生变化的时刻。可以设定CAP4和CAP5均为检测到上升沿有效，由于CAP输入信号是方波信号，因此2个相邻上升沿之间的间隔恰好是1个周期，同时上升沿发生的时刻就是采样信号从负到正的过零点，从而实现对电网电压和输出电流频率和相位的检测。二、SPWM波的产生机理SPWM波是用正弦波与三角载波相互比较而产生的脉冲宽度与正弦波幅值成正比的方波信号，通常的硬件方法是直接将正弦与三角这2种波输入到1个由运放所构成的比较器进行比较而实现的。采用DSP芯片，用软件方法产生SPWM波的机理与传统的硬件方法不同。在DSP芯片中，PWM信号的产生主要通过通用定时器的周期寄存器和相关比较寄存器的匹配实现的，周期寄存器装载着给定三角波周期相应的计数值，比较寄存器装载着正弦波离散化后的各个比较点的幅值。设定定时器为连续增/减计数模式，当定时器的计数值与比较寄存器中的值相等时发生两次匹配，在上述两次匹配时，相应的引脚的输出电平发生翻转，从而得到宽度不等的PWM波。三、数字锁相与软件流程图数字锁相的目标是使输出电流与电网电压同频同相，也即让逆变电流去跟踪电网电压的变化。输出电流频率是通过调整产生SPWM的三角载波频率而实现的，若电流频率小于电网频率，则应减小发生SPWM信号的相关定时器周期寄存器的值，从而通过提高三角载波频率来实现输出电流频率与电网电压频率相同，反之亦然。输出电流相位是通过调整产生SPWM信号正弦波离散值中的第1个点发生的时刻而实现的，当捕获到电网电压的过零点时，立即调整相应比较寄存器中正弦波离散值的指针，并做一定的时间补偿。频率调整的过程是，当捕获到上升沿产生中断时，进入中断服务程序，先保护现场，再判断中断源是CAP4还是CAP5，如是CAP4,则说明产生中断的时刻是电网电压的过零点，将捕获值存入Uzero寄存器，再减去上一次的捕获值，两者的差正好是电网电压的周期。然后拿该周期与当前逆变电流周期作比较，倘若两者无差值，则返回，若有误差，则对周期寄存器做相应的调整。相位调整的软件流程图：相位调整的过程是，将当前电网电压与逆变器电流两者捕获的过零值作比较，得到相位差，若相位差小于等于允许值，则说明两者已同相，若相位差大于允许值，则做PI调节，然后再判正弦值有无大于限制值，如无，则直接把相邻两次的差值作为调整量，若大于限制值，则只调整限制值，在下一次中断时，再做进1步的调整。四、举例说明 采用载波比N=400的SPWM同步调制技术，DSP芯片的CLOCK位40MHZ(即周期为25ns)，三角载波最小计数单位为1，基波频率为50HZ（即周期为20ms），因而正弦波的最想相位差为：400*2*25ns=20us，（20us/20ms）*360°=0.36°。即数字锁相环的锁相精度：0.36°/360°=0.1%。11月15日 《电压电流双闭环控制逆变器并联系统的建模和环流特性分析》 肖岚 李睿并联系统中各逆变器输出的有功功率之差主要取决于输出电压的相位差，输出的无功功率之差主要取决于输出电压的幅值差，因此，［WwW.NiUBb.net］通过改变各逆变模块输出电压幅值来控制各模块输出无功功率平衡，通过改变各逆变模块输出电压相位来控制各模块均分有功功率。双闭环控制并联逆变器的建模分析：单项半桥逆变器有逆变桥和LC输出滤波器构成，采用输出电压瞬时值和滤波电感电流瞬时值双闭环反馈控制策略。电压外环采用PI调节器，控制输出电压跟踪基准正弦电压，PI调节器的输出作为电流给定；电流内环采用滞环控制方式控制，控制电感电流在正负滞环宽度范围内跟踪定电流变化。uref 为基准正弦波，uvf 为反馈电压，Kvf 为电压反馈系数，KP、KI为PI调节器的比例和积分系数，iref 为电流给定，iL 为电感电流，K 为电流环放大倍数，Go为输出滤波电容Cf与负载并联的传递函数，ω为输出角频率合肥工业大学 硕士学位论文 3*20KW光伏并网发电系统的设计一．三环控制机构： 最内层是交流电流闭环控制，要求响应速度最快；其次是直流电压闭环控制，稳定太阳电池板电压，最外层是MPPT跟踪控制，响应速度最慢。A．电流内环比例调节器设计其中Kip是电流内环调机器比例系数，Kpwm=250是PWM逆变器静态增益，Ts=100us是开关周期，L=0.5mh是交流侧电感，R=0.02欧是近似电感中电阻，Ti=100us是电流检测延时。B.电压外环PI调节器设计设计电压外环时，将电流内环看成1个对象控制。关于孤岛效应的1种检测方式：电压相位突变检测，实时监控并网逆变器端电压和输出电流建的相位差，为了满足单位功率因数运行，实现绿色电源，逆变器要通过监控其端电压来控制输出电流与电网电压同相，这有锁相环来实现，当电网断开时，端电压不再稳定，而逆变器控制输出电流仍然为正弦波，由于逆变器控制端电压和输出电流的同步仅发生在过零点，在过零点之间，逆变器工作于开环状态，于是端电压可能跳到新的相位，那么在下1个过零点到来时，逆变器将检测到电压与电流的新的相位差，如果超出正常范围（如何确定正常范围？？），将控制逆变器停止运行。山东大学 硕士学位论文 光伏并网逆变器的研究及可靠性分析 如果光伏并网逆变器的输出采用电压控制，则光伏并网系统和电网实际上就是2个交流电压源的并联运行，这种情况下要保证光伏并网发电系统稳定运行，则必须采用锁相环控制技术实现与市电电网同步，在稳定运行的基础上，可通过调整并网逆变器的输出电压的幅值和相位来控制系统的有功输出与无功输出，但是由于锁相回路的响应较慢，并网逆变器输出电压值不易精确控制，系统可能实现环流等问题，同样功率等级的电压源并联运行方式不易获得优异性能，因此光伏并网逆变器的输出常采用电流控制，只需控制逆变器的输出电流跟踪电网电压，就可以达到并联运行的目的。转载请保留本文连接：1分享到：相关文章声明：《【锁相环】锁相环_逆变西安》由“黑色Braゞ”分享发布，如因用户分享而无意侵犯到您的合法权益，请联系我们删除。TA的分享