1.3.解耦控制原理
1.3.1.解耦控制原理 1.3.2.解耦控制框图
1.3.1.解耦控制原理01
由dq轴的状态方程可得
u ud q1 0
1 0L Ld dd dd qiittR L
R Liid q1 0
0ed 1eq
1.3.1.解耦控制原理02
由于dq变换之后系统是一个强耦合系统且受网 侧电压的影响，因此需要采样前馈解耦控制策 略。由于耦合相为、因此需对这两项解耦，同 时加入网压前馈。控制采用PI控制。可设计的 控制方程如下-1。
统
直流开 关控制
PWM 驱动及光纤
电流采样
电压采样
SCI通讯
显示控 制系统
主控制系统
IGBT温 度检测
交流开 关控制
1.1.3.系统硬件拓扑
D1
T1
T3
T5
L
+
C1 +
L
PV
_
L
T2
T4
T6
KM1
e~
~
~
负载1
负载2
1.1.4.等效硬件拓扑
由于本系统为500kw并网系统，变压器外接，不包 含在系统之内，因此整体拓扑分析时可将变压器等 效为电网一部分，考虑线路阻抗及光伏电池板的等 效电阻，系统可以等效如下拓扑结构。
KB
KC
AB
BC
CA
1.2.3.帕克变换分析01
令alpha轴随角频率逆时针转动并使之为d轴，垂直于d轴设q轴， 得帕克变换，其中d为有功，q为无功
q β
b
U
d
a
α
c
1.2.3.帕克变换分析02
由上图可得
xd xq
cos t sint
sintx costx
Cd
x qx
x x
csionstt
经运算可得dq轴最终状态方程如下-2。
1.3.1.解耦控制原理03
ud uq
(kip (kip
kii s kii s
)(id* id ) Liq )(iq* iq ) Lid
ed eq
(1)
did
dt diq
R
(kip L
kii s
)
dt
0
R
0 (kip
sintxd cost xq
Cd
xd qxq
1.2.3.帕克变换分析03
可得dq轴状态方程如下
L Ld ddd qiit1 0
1 0u ud qR L
R Liid q1 0
0ed 1eq
dt
1.2.3.帕克变换分析04
由上述分析可知：经过坐标旋转变换后，三相 对称静止坐标系中的基波正弦变量将转化成同 步旋转坐标系中的直流量，简化了控制系统的 设计，但从dq轴状态方程可以看出，这是一个 强耦合系统，q轴电流的变化对d轴的电流有影 响，而d轴电流的变化对q轴也有影响，即d、q 轴电流除受控制量Ud、U。影响外，还受耦合 项、扰动和网侧电压的影响。
ec
1.1.5.硬件拓扑分析02
写成矩阵形式如下：
ua R ub0
0 R
0ia L 0ib0
0 L
0 0d dtiib ae eb a
uc 0 0 Ric 0 0 L ic ec
1.1.5.硬件拓扑分析03
可得abc轴状态方程如下 ：
Lddait R 0 Lddbit 0 R
0 ia 1 0 0ua 1 0 0ea 0ib0 1 0ub0 1 0eb
Ldci 0 0 Ric 0 0 1uc 0 0 1ec
dt
1.2.坐标变换分析
1.2.1.克拉克变换分析 1.2.2.等长变换和等功率变换分析 1.2.3.帕克变换分析
1.2.1.克拉克变换分析01
对abc三相进行克拉克变换
β b
a
α
c
1.2.1.克拉克变换分析02
由上图可知 （2/3系数见1.2.2分析）
Idc
RL Udc
EL
T1 A ua
T4
T3 B ub
T6
T5
C uc
T2
Ik(k=a,b,c)
A B C
Ea N Eb
Ec
1.1.5.硬件拓扑分析01
如等效硬件拓扑图
根据基尔霍夫电压定律可得：
U
a
Ri a
L
di a dt
ea
U
b
Ri b
L
di b dt
eb
U
c
Ri c
L
di c dt
系统包含的主要集成芯片如下
1.主控芯片：TMS320F28335PGFA 2.逻辑芯片：EMP570T144 3.模数芯片：AD7606BSTZ
1.1.2.总体硬件框图
太阳能电 池
光伏汇流 箱
+
EMI
禾力50 ~ ~
电网
本地及远程遥 信遥测遥控系
L
kii s
)
id iq
kip
kii s
L
iidq**
(2)
1.3.2.解耦控制框图
Udc
Udc* +
PI id* +
id
-
iq
iq* +
+
PI
-
-
wl
wl
+
PI
-
+
Sa PWM Sb
Sc
1.4.矢量控制原理
1.4.1.矢量控制原理 1.4.2.矢量控制扇区判断 1.4.3.矢量控制作用时间判断 1.4.4.矢量控制波形产生 1.4.5.矢量控制调制比说明 1.4.6.矢量控制直流电压利用率分析 1.4.7.矢量控制瞬时功率计算
1.1.电路拓扑分析
1.1.1.主控系统概述 1.1.2.系统硬件框图 1.1.3.系统硬件拓扑 1.1.4.等效硬件拓扑 1.1.5.硬件拓扑分析
1.1.1.系统硬件概述
系统主控部分主要功能
完成实时数据采样 完成故障信息判断 完成实时数据上传 完成闭环控制计算 完成驱动波形生成
Software Design
-PV500KTL Solar Inverter
ChenGe 2012-07-17
Introductions
系统软件
1.主控软件
DSP部分控制软件 CPLD逻辑控制软件
2.监控软件
ARM触控显示软件 汇流箱数据采集软件 数据采集器通讯软件 上位机后台监控软件 远程遥信及下发软件
目录
1.主控软件
1.1.电路拓扑分析 1.2.坐标变换分析 1.3.解耦控制原理 1.4.矢量控制原理 1.5.软件锁相原理 1.6.最大功率跟踪 1.7.孤岛效应研究 1.8.电压跌落研究
目录
2. 监控软件
2.1.监控系统说明 2.2.通信拓扑结构 2.3.通信协议说明 2.4.触控显示软件 2.5.汇流采集软件 2.6.数据采集系统 2.7.后台监控软件 2.8.远程遥信软件
xx3211
1 2 3
2
1223xxxbacCab cxxxbac
1500
1000 KA
500
-500
-1000
-1500
0
1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137 145 153 161 169 177 185 193 201 209 217 225 233 241 249