1.一種基于模型設(shè)計(jì)開發(fā)的光伏逆變器控制系統(tǒng),其特征在于,包括:
鎖相環(huán)模塊(6),輸入端接收大電網(wǎng)電壓信號(hào)Vgrid,用于完成光伏逆變器與大電網(wǎng)的頻率和相角的同步,向abc-dq坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊(7)輸出大電網(wǎng)的頻率和相角θ;
abc-dq坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊(7),用于根據(jù)大電網(wǎng)的頻率和相角,將逆變器輸出電流信號(hào)Iinverter從abc坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相dq靜止坐標(biāo)系下;
第一差值運(yùn)算模塊(8),用于將兩相dq靜止坐標(biāo)系下的q軸電流信號(hào)Iq與設(shè)定的q軸電流參考值Iq_ref做差運(yùn)算;
第一模糊控制器(9),用于根據(jù)第一差值運(yùn)算模塊(8)輸出的q軸的電流差值Iq_err,得到q軸的指令電壓值Vq;
第二差值運(yùn)算模塊(10),用于將光伏直流電壓Vdc與設(shè)定的直流電壓參考值Vdc_ref做差運(yùn)算;
第二模糊控制器(11),用于根據(jù)第二差值運(yùn)算模塊(10)輸出的直流電壓的差值Vdc_err,得到d軸的電流參考值Id_ref;
第三差值運(yùn)算模塊(12),用于將兩相dq靜止坐標(biāo)系下的d軸電流信號(hào)Id與第二模糊控制器(11)輸出的d軸電流參考值Id_ref做差運(yùn)算;
第三模糊控制器(13),用于根據(jù)第三差值運(yùn)算模塊(12)輸出的d軸的電流差值Id_err,得到d軸的指令電壓值Vd;
SVPWM生成器(14),根據(jù)第一模糊控制器(9)輸出的q軸的指令電壓值Vq和第三模糊控制器(13)輸出的d軸的指令電壓值Vd,計(jì)算得到PWM驅(qū)動(dòng)波;
系統(tǒng)保護(hù)模塊(15),根據(jù)大電網(wǎng)電壓信號(hào)Vgrid和光伏逆變器輸出電流信號(hào)Iinverter、電壓信號(hào)Vinverter的狀態(tài)信息,與設(shè)定的保護(hù)閾值進(jìn)行比較,得到并網(wǎng)開 關(guān)的控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型設(shè)計(jì)開發(fā)的光伏逆變器控制系統(tǒng),其特征在于,所述abc-dq坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊(7)根據(jù)下式進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:
其中,Ia,Ib,Ic為abc坐標(biāo)系下逆變器輸出三相交流電流值,鎖相模塊輸出的大電網(wǎng)相角θ,Id,Iq為dq坐標(biāo)系下逆變器輸出電流值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型設(shè)計(jì)開發(fā)的光伏逆變器控制系統(tǒng),其特征在于,所述第一模糊控制器(9)、第二模糊控制器(11)和第三模糊控制器(13)采用雙輸入單輸出模式,選取誤差值及其變化率作為輸入變量,設(shè)計(jì)模糊控制器隸屬函數(shù),采用7個(gè)模糊子集,即{NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB},分別表示{負(fù)大,負(fù)中,負(fù)小,零,正小,正中,正大},輸入變量經(jīng)隸屬函數(shù)模糊化后按模糊規(guī)則處理,得到模糊控制量后,再對(duì)模糊控制量進(jìn)行解模糊處理得到輸出值。
4.一種基于模型設(shè)計(jì)開發(fā)的光伏逆變器方法,其特征在于,包括以下步驟:
根據(jù)光伏逆變系統(tǒng)的功率需求,確定該系統(tǒng)的硬件參數(shù);
根據(jù)所述硬件參數(shù)搭建光伏逆變系統(tǒng)的Simulink仿真模型;
設(shè)計(jì)所述控制系統(tǒng)中的模糊控制器的參數(shù),并調(diào)節(jié)所述控制系統(tǒng)中的各個(gè)參數(shù);
在仿真正確的情況下,由仿真模型自動(dòng)生成所述控制系統(tǒng)控制代碼;
對(duì)生成的控制系統(tǒng)代碼進(jìn)行軟件在環(huán)仿真測試;
在軟件在環(huán)仿真測試正確的情況下,生成DSP代碼;
將所述DSP代碼燒寫在DSP中,對(duì)光伏逆變系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件調(diào)試。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模型設(shè)計(jì)開發(fā)的光伏逆變器方法,其特征在 于,所述系統(tǒng)的硬件參數(shù)包括:光伏逆變器的容量、電壓電流等級(jí),功率開關(guān)模塊型號(hào)、濾波電感電容值、電壓電流傳感器型號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模型設(shè)計(jì)開發(fā)的光伏逆變器方法,其特征在于,所述Simulink仿真模型為包括所述控制系統(tǒng)的模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模型設(shè)計(jì)開發(fā)的光伏逆變器方法,其特征在于,所述軟件在環(huán)仿真測試,具體為:
把所述控制系統(tǒng)代碼由C代碼編譯成S-function,替換原來Simulink仿真中的控制系統(tǒng)模型,向原控制系統(tǒng)模型和由C構(gòu)成的S-function模塊中給定相同的輸入信號(hào),觀察輸出信號(hào),如果S-function表現(xiàn)出來的功能和其對(duì)應(yīng)的仿真模型表現(xiàn)出來的功能完全一致,那么認(rèn)定控制系統(tǒng)模型生成的C代碼和原控制系統(tǒng)Simulink模型具有等效性。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模型設(shè)計(jì)開發(fā)的光伏逆變器方法,其特征在于,所述DSP代碼為在控制系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上加入Target Preferences模塊,以及與DSP匹配的ADC、SCI Transmit、EPWM模塊、GPIO信號(hào)端口模塊后,重新生成的含有成DSP寄存器配置代碼的控制系統(tǒng)代碼;
所述ADC模塊負(fù)責(zé)采樣逆變輸出電流值、直流電壓值,將它們作為控制系統(tǒng)的輸入;
所述SCI Transmit模塊,利用串口將采樣值或其他需要觀測的變量傳輸給PC主機(jī);
所述EPWM模塊,接收所述控制系統(tǒng)中的SVPWM模塊輸出的扇區(qū)導(dǎo)通時(shí)間,需要配置PWM通道、周期值、計(jì)數(shù)模式、動(dòng)作方式。
所述GPIO信號(hào)端口模塊,負(fù)責(zé)并網(wǎng)開關(guān)控制信號(hào)的輸出。