基于DSP和FPGA的一種新型光伏并網控制方法
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仿真參數：標準環境(輻照度為1 000 W／m2，環境溫度為25℃)條件下，500 kW光伏陣列的最大功率點電壓650 V；最大功率點電流769 A；短路電流980 A；開路電壓1 kV；直流母線電容C=0．022 7 F；濾波器電感L=0．3 mH；濾波器電阻R=0．03 Ω；直流母線電壓PI調節器中比例、積分系數分別為0．2和15：3個FPGA控制器中的電流PI調節器參數均相同，其比例、積分系數為5 000和1 000；逆變器輸出電流采樣頻率及其開關頻率均為3 kHz。仿真波形如圖2所示。本文引用地址：http://www.j9360.com/article/148189.htm
在t=0．2 s時刻，并網逆變器開始啟動運行，Upv在MPPT算法的作用下從開路電壓1 kV開始逐漸下降，經過約0．55 s進入穩態，整個過程中Upv跟蹤Uref效果良好。Ipv由零開始逐漸增加，經過約0．55 s達到穩態值。光伏陣列輸出直流功率Pdc和光伏并網逆變器輸出交流功率Pac均由零逐漸增加，經過約0．55 s達到額定值500 kW，且整個啟動過程及穩態情況下，Pdc與Pac近似相等。從0．2 s系統啟動開始，ia由零逐漸增加，直至達到電流額定值，且其始終與電網電壓ea同頻同相。ia的總諧波畸變率THD僅在系統初始啟動瞬間較大，一旦系統進入穩態，其THD迅速降至5％以內，滿足電網諧波標準。
3．2 實驗驗證
為進一步驗證所提控制方法的有效性，基于TMS320F2812型DSP和EP2C5T144C8型FPGA主控芯片研制相應的控制器，實際應用于某500 kW
光伏并網逆變器中，其主要電路參數：滿載MPPT電壓Udc為450～820V，直流母線電容為112．8 mF，直流母線啟動電壓470 V，額定輸出功率為500 kW。
現場并網運行ua和ia波形如圖3所示。
可見，ia與ua同頻、同相，證明了所提出的控制方法并網運行性能良好。
4 結論
基于DSP與FPGA，提出了一種適合光伏并網系統的新型控制方法，設計了相應的控制器，并給出了仿真和現場試驗效果，可見該控制方案具有以下突出優點：①系統穩定可靠。通過將電壓外環控制及最大功率跟蹤控制置于DSP芯片內，將帶電壓前饋的電流內環控制和SPWM驅動算法置于FPGA芯片內，且DSP與FPGA之間通過SPI總線使DSP快速運算的實時性和FPGA的高可靠性有機融為一體；②系統高度模塊化。通過DSP控制器給出各相給定電流信號，且將三相電流控制分別置于3個FPGA控制器內，分解為3個單相電流控制，使各相電流控制之間相互獨立，同時由于此3個FPGA控制器完全相同，便于即插即用，使系統的模塊化程度更高。
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