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一种基于TMS320LF2407的并网逆变器控制策略

发布时间:2020-07-21 17:54:59 阅读: 来源:稳定土拌合站厂家

0 引言

本文引用地址: 为了解决即将到来的能源危机,开发绿色的、可持续的新型能源已成为近年来的研究焦点。其中,能馈系统和光伏系统的研究与设计已取得一定成绩,而并网逆变器(又称有源逆变器)作为它们与电网的接入口,扮演着极重要的角色。本文介绍一种采用TI公司TMS320LF2407DSP芯片实现的电压型单相全桥并网逆变器,该逆变器基于电压相量图的间接电流控制,输出为单位功率因数,而且确保了其能量只能从逆变器到电网的单向流动,从而避免了能量倒灌带来的逆变器功率器件的损坏。该方案控制简单,稳定性好,具有较好的应用效果。

1 控制策略及其实现

1.1 并网逆变器主电路

图1为并网逆变器主电路框图。图中,高压直流一般由低压直流(例如,光伏系统中的蓄电池组,电子模拟负载系统中的电源模块输出)经过DC/DC升压后得到,幅值在400V左右,且电压波动范围不大。逆变器输出和电网之间的电感L1,用于滤除高次谐波电流,平衡逆变器和电网基波(50Hz)之间的电压差,是整个系统控制策略的关键所在。这样的电路结构具有体积小,电流应力小,畸变率小的优点,而且集中控制简单。

图1 并网逆变器的主电路框图

1.2 并网逆变器电压相量图分析

在功率因数为1的条件下,基波电压向量可由图2表示。图中Ua为逆变器输出电压的基波有效值,UL为电感L1两端电压的基波有效值,UN为电网电压。

图2 Ua、UL和UN相量图

超前角度β=β1固定不变时,设逆变器工作在p2n2点,送至电网的功率为Po,由图2的关系可知,Po=UNIN,UL=INωL1,据三角函数关系有

tanβ1=PoωL1/UN2(1)

可见,在电感数值和电网电压确定的条件下,依据给定的功率,可以确定超前角度β1,即可以确定逆变器控制信号的相位。

设电网电压在n2点为标准220V,当它降低(从n2到n1)或升高(从n2到n3)时,逆变器的输出电压也随之变化(从p2到p1或从p2到p3),可以保证工作在单位功率因数,当然送出的功率也会变化。由于电网电压波动不大,因此功率变化不会很大。这个调节过程的关系也可以由图2得出

Uacosβ1=UN(2)

由SPWM逆变器有

Ua=mUd/(3)

式中:m为调制比;

Ud为逆变器输入侧直流母线电压。

由式(2)和(3)得

m=UN/Udcosβ1(4)

从而可知,超前角度不变时,根据实时检测到的直流侧电压和电网电压,改变调制比m,可以使得电路在直流母线电压和电网电压波动时,一直工作在单位功率因数。

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