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光伏并网软件锁相技术的研究

曹小丽  
【摘要】:新能源的开发和利用是当前世界各国在实现人类可持续发展中所面临的重大机遇和挑战,实现可持续发展就要更加节约、高效方便利用电能。在新能源开发中太阳能发电发挥了重大的意义,并网是太阳能发电的一个重要发展趋势;为了防止电网中造成瞬态电流冲击,损坏发电系统。并网中需要使用锁相环跟踪电网电压的频率和相位,保证并入到电网的电压能够和电网中的电压频率以及相位相同。影响并网系统稳定的一个重要因素是锁相精度和锁相速度,传统的锁相技术中锁相精度与锁相速度一直存在着矛盾,研究一种兼顾两者性能的锁相技术在并网的发展中具有深远的意义。 本文中采用TI公司生产的TMS320F2812作为主电路的控制芯片,设置F2812内部的事件管理器中周期寄存器TIPR和比较寄存器CMPR的值产生三角载波和正弦调制波比较值,实现正弦脉宽调制控制逆变器的输出电流。利用电压互感器和电流互感器采集电网电压获得相位和频率信息,然后进行A/D转换,根据A/D转换后的数据进行计算相位差和电网频率。将计算出的相位差作为调整量进行调节并网电流的相位。通过改变F2812的T1PR改变三角波的周期达到跟踪输出电压的相位。 文中介绍了锁相环的几种工作状态并通过MATLAB7.8进行仿真分析。比较模拟锁相环与数字锁相环的性能,提出软件锁相方法的优点。设计中利用不对称规则采样法产生SPWM波,在软件锁相设计过程中由于逐次逼近算法虽然精度比较高但是锁相速度比较慢,而最优时间锁相算法可以在一个周期内完成相位的锁定,锁相速度最快,但是超调量非常大。因此基于此基础上提出了一种先粗调后细调的算法,兼顾了锁相的速度与锁相的精度。最后在CCS3.3开发环境上完成软件设计。


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