【正文】 該相角符號(hào)取決于功率因數(shù)的字符（電感或電容）。對(duì)當(dāng)前內(nèi)部控制回路旨在控制注入到電網(wǎng)的電力。圖3中可見(jiàn)，光伏系統(tǒng)的直流母線(xiàn)電壓保持不變，這樣的有效平衡在太陽(yáng)能和輸入系統(tǒng)輸出功率之間可實(shí)現(xiàn)。恒壓的方法是通過(guò)保持電壓在光伏終端始終保持密切的MPP的點(diǎn)?？刂平Y(jié)構(gòu)的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)是由兩個(gè)結(jié)構(gòu)的控制：1 MPPT控制的寫(xiě)法，其主要屬性提取最大功率的光伏發(fā)電2該逆變器控制，主要目標(biāo)有：控制活動(dòng)注入了網(wǎng)格。由于功率因素是，在這種情況下，接近1，電流與并網(wǎng)的有功功率成比例。 2b中，可以得出結(jié)論，要得到電流非常小幅度，有必要維持逆變器輸出電壓，Vinv，非常接近電網(wǎng)電壓，Vgrid ..在圖2b分析得出的結(jié)果中可以得出以下結(jié)論：對(duì)于較低的輸出電流，如果功率因數(shù)是要維持等于單位1,逆變器電壓大小必須進(jìn)行更密切的電網(wǎng)電壓， 這是很有必要的。 （5）從標(biāo)準(zhǔn)式（4）及（5），可以得到逆變器輸出電流，輸出電流及相位的表達(dá)，函數(shù)的振幅調(diào)制指數(shù)Ma和相移σ（式（6））： （6）該逆變器輸出電流的大小，輸出電流及相位φ（式（6）），取決于逆變器輸出電壓的大小，Vinv，和它的相角σ，及不同的振幅調(diào)制指數(shù)Ma。電網(wǎng)電壓與逆變器輸出電流之間的相位差由角Φ表示，電網(wǎng)電壓與逆變器輸出電壓的相位差由角σ表示?？刂频幕舅枷胧鞘褂靡郧暗哪Ｊ接?jì)算和DSPWM制表應(yīng)用到一個(gè)恒定的直流母線(xiàn)電壓。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)提供了改善他們的模擬效果。在為了驗(yàn)證其性能，這種控在一個(gè)FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)。 中 北 大 學(xué) 畢業(yè)論文外文文獻(xiàn)原文及譯文學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 系 別： 專(zhuān) 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2013年 6 月風(fēng)力光伏逆變器數(shù)字功率因數(shù)控制和無(wú)功功率調(diào)節(jié)摘要：對(duì)光伏（PV）的連接到電網(wǎng)系統(tǒng)的整體效率取決于直流電（DC）的太陽(yáng)能模塊對(duì)交流電（交流）逆變器轉(zhuǎn)換的效率。48(2):50～200.[31] Barbosa PG, Rolim LGB, Watanabe EH. R. Control strategy for gridconnected DC–AC with load power factor correction converters[J]. IEE Proceedings – Generation, Transmission and Distribution 1998 Sep。41(5):306～1292.[25] L. Hassaine, E. Ol?180。本文針對(duì)中小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)單項(xiàng)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了一些研究。 模擬電網(wǎng)電壓參數(shù)，PWM波形發(fā)生器的載波頻率設(shè)置為10kHz。在本次設(shè)計(jì)中，控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型就是基于MATLAB/Simulink中的“Sim Power systems”搭建的。6 基于SPWM的并網(wǎng)系統(tǒng)MATLAB/Simulink仿真 MATLAB簡(jiǎn)介MATLAB是由美國(guó)Mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。對(duì)逆變器的輸出端有： （）式中，為逆變橋輸出電壓，為電網(wǎng)電壓，為并網(wǎng)電流，為濾波電感值，為電感的串聯(lián)等效電阻。 電流滯環(huán)控制原理圖（2）三角波比較控制將反饋電流信號(hào)與給定電流信號(hào)進(jìn)行比較，比較后的誤差信號(hào)經(jīng)PI調(diào)節(jié)器輸出與高頻三角載波比較產(chǎn)生了PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。對(duì)于并網(wǎng)逆變器來(lái)說(shuō)，要求輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，為了獲得與電網(wǎng)電壓同步的正弦波電流指令信號(hào)，通常利用鎖相環(huán)得到電網(wǎng)電壓同步信號(hào)，然后再乘以電流幅值給定，得到正弦波參考電流，然后控制實(shí)際輸出電流跟蹤這個(gè)參考電流。 并網(wǎng)電流控制策略研究選取并網(wǎng)電流iL作為逆變器的控制量，可以通過(guò)對(duì)逆變器輸出電壓Uab的控制來(lái)完成對(duì)iL的控制；或者直接對(duì)iL進(jìn)行控制。并網(wǎng)逆變器有不同的輸入輸出方式，總的來(lái)說(shuō)，并網(wǎng)逆變器共有四種方式：電壓源輸入控制輸出電壓、電壓源輸入控制輸出電流、電流源輸入控制輸出電壓、電流源輸入控制輸出電流[21，22]。 雙極性SPWM調(diào)制原理由上圖可見(jiàn)，當(dāng)時(shí)，開(kāi)關(guān)管VV4 導(dǎo)通而VV3截至，橋臂中點(diǎn)間電壓；當(dāng)時(shí)，開(kāi)關(guān)管VV4截止而VV3導(dǎo)通，橋臂中點(diǎn)間電壓。脈寬調(diào)制利用的是面積等效原理，上下兩塊脈沖雖然形狀不同，但是面積相等，意味著沖量相等，相同面積的脈沖加在慣性環(huán)節(jié)上，輸出特性基本相同，所以二者可以等效[20]。經(jīng)過(guò)以上步驟，調(diào)制波頻率變化，對(duì)應(yīng)改變載波頻率，保證載波比不變，還能實(shí)現(xiàn)輸出與電網(wǎng)電壓同頻同相[28]。通常的鎖相方法有指針歸零法、先調(diào)頻后調(diào)相法[26]。該方法屬于硬件電路配合軟件算法共同實(shí)現(xiàn)。如果需要改變?nèi)禽d波的頻率和比較值，只需要改變EPWM相關(guān)周期寄存器和比較寄存器的值即可，非常方便。本設(shè)計(jì)采用三個(gè)中斷，其中，定時(shí)器下溢中斷主要完成A/D采樣、控制算法的實(shí)現(xiàn)和SPWM波的產(chǎn)生；捕捉中斷主要完成電網(wǎng)電壓的同步鎖相；故障保護(hù)中斷主要實(shí)現(xiàn)當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)封鎖脈沖，保護(hù)電路。 IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)主電路中的IGBT必須要有驅(qū)動(dòng)電路，因?yàn)橹骺匦酒敵龅牡腜WM波是不能直接驅(qū)動(dòng)IGBT的。這時(shí)候必須使用轉(zhuǎn)換電路將采集到的電網(wǎng)的電壓信號(hào)處理成和電網(wǎng)電壓正弦波信號(hào)過(guò)零點(diǎn)一致的脈沖信號(hào)。最后，再經(jīng)過(guò)用一個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓跟隨器將信號(hào)減半，輸出范圍為[0V，]的信號(hào)。10mA，輸出額定電流為177。下面對(duì)其各項(xiàng)性能指標(biāo)作個(gè)詳細(xì)介紹：（1）采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，100MHz主頻，功耗低，設(shè)計(jì)成低電壓形式，I/；（2）采用高性能32位CPU，哈佛總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，中斷響應(yīng)時(shí)間短；（3）片內(nèi)集成高達(dá)64K*16的FLASH，18K*16的SARAM，1K*16的OTP ROM以及4K*16的Boot ROM；（4）代碼安全模塊提供的密碼保護(hù)高達(dá)128位，安全性非常高；（5）具有35個(gè)可獨(dú)立編程的多路復(fù)用GPIO通道和43個(gè)外設(shè)中斷；（6）增強(qiáng)型外設(shè)控制單元：一共有16路EPWM通道，其中4路為高分辨率HRPWM，另外12路為普通發(fā)波通道；4路捕獲輸入單元；2路正交編碼結(jié)構(gòu)；（7）3個(gè)32位CPU定時(shí)器；（8）16個(gè)片上ADC轉(zhuǎn)換通道，精度12位的，可以配置為級(jí)聯(lián)模式，構(gòu)成一個(gè)16通道模塊，也可以配置成2個(gè)獨(dú)立的8通道模塊，能夠在160ns內(nèi)完成一次A/D轉(zhuǎn)換；（9）具有豐富的通訊接口，支持SPI、SCI、eCAN及I2C多種通訊方式。將式（）變換得式（）， （）對(duì)式（）求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)為0，得到電流紋波最大時(shí)的調(diào)制比。本課題設(shè)計(jì)的并網(wǎng)逆變器輸出功率為10kW。此時(shí)，逆變器輸出端已形成正負(fù)交變的方波。采樣調(diào)理電路要保證采樣信號(hào)的準(zhǔn)確性，為系統(tǒng)正常工作提供各種參數(shù)，正確的參數(shù)是實(shí)現(xiàn)有效控制的前提。直流母線(xiàn) 控制 保護(hù) 單相并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)組成框圖，現(xiàn)將系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體功能分別作介紹：1. 輔助電源電路穩(wěn)定的電源是整個(gè)系統(tǒng)正常工作的前提條件，所以電源的設(shè)計(jì)通常是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步。 單相電壓型并網(wǎng)逆變器拓?fù)洌c電壓型相比，直流側(cè)不再并聯(lián)電容，而是串接一個(gè)電感，輸出側(cè)采用LC濾波器，用來(lái)濾除輸出電流中的高頻開(kāi)關(guān)諧波。 本課題要解決的問(wèn)題設(shè)計(jì)一種基于DSP控制的單相并網(wǎng)逆變器。例如，并網(wǎng)逆變器采用雙向功率流動(dòng)的拓?fù)?，在并網(wǎng)工作時(shí)，既可以向電網(wǎng)提供電能，同時(shí)也可以當(dāng)電網(wǎng)電能富足時(shí)，從公用電網(wǎng)吸收電能，并將其儲(chǔ)存起來(lái)。而逆變器則在其中擔(dān)任了及其重要的位置。作為新能源發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)的接口設(shè)備，并網(wǎng)逆變器是研究熱點(diǎn)之一。到2005年底，全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繛?26萬(wàn)千瓦，居世界第十位。到“十一五”末期，全國(guó)總裝機(jī)容量將達(dá)到500萬(wàn)千瓦。目前并網(wǎng)逆變器從組成結(jié)構(gòu)和單機(jī)容量來(lái)看，主要分為單級(jí)變換和雙級(jí)變換兩種。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況伴隨著世界范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)利用新能源的熱潮，很多國(guó)家都紛紛研發(fā)了光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。因此各種拓?fù)淇梢苑謩e使用在不同的場(chǎng)合，并且這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以相互組合成各種不同的形式，以滿(mǎn)足各種要求。采用電壓型逆變器電流控制的方式, 引入固定載波頻率的SPWM 強(qiáng)迫電流跟蹤和軟件鎖相等技術(shù), 控制逆變器輸出與電網(wǎng)電壓同頻同相的并網(wǎng)電流, 實(shí)現(xiàn)可再生能源以高功率因數(shù)回饋電網(wǎng)。開(kāi)關(guān)管由可控器件與二極管串聯(lián)構(gòu)成，一方面可以阻斷反向電流，同時(shí)有利于提高耐壓。要求輔助電源電路為DSP芯片、各種有源器件提供可靠的供電，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的輔助電源，從直流輸入取電，采用控制芯片UC3844，經(jīng)變壓器產(chǎn)生四路相互隔離的電源。保護(hù)檢測(cè)電路要能夠保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，必須有可靠的靈敏性，反應(yīng)要迅速準(zhǔn)確。利用SPWM控制，使得兩對(duì)IGBT管交替重復(fù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，輸出等效交流電壓，再經(jīng)過(guò)濾波器的作用，使輸出端形成正弦波交流信號(hào)。同時(shí)考慮到系統(tǒng)余量，選擇功率開(kāi)關(guān)管的耐流值應(yīng)該在100A以上。 （）將式（）代入式（）得， （）變換得， （）對(duì)電壓有， （）因?yàn)閯t， （）其中為電感電壓幅值。DSP的開(kāi)發(fā)需要一定的軟件工具，CCS（Code Composer Studio）就是專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)DSP的一種集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，可視化程度高，界面良好，集成了編輯、調(diào)試代碼、跟蹤、分析等多種功能[25]。25mA，%，響應(yīng)時(shí)間小于40μs。這樣就可以被DSP的AD轉(zhuǎn)換處理了。這是因?yàn)?。驅(qū)動(dòng)電路的主要作用是傳遞信號(hào)和保護(hù)。 主程序設(shè)計(jì)主程序采用一個(gè)大的無(wú)限循環(huán)，當(dāng)有中斷發(fā)生時(shí)，跳入中斷服務(wù)程序中運(yùn)行，中斷服務(wù)程序運(yùn)行結(jié)束后返回主程序繼續(xù)運(yùn)行，等待下一次中斷發(fā)生。正弦波的幅值可以通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算和查表法兩種方式得到，其中實(shí)時(shí)計(jì)算法支持的頻率變化范圍較大，非常適用于變頻調(diào)速系統(tǒng)，而查表法更適用于像UPS和對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行跟蹤反饋等頻率變化范圍不大的場(chǎng)合。根據(jù)調(diào)制方式的不同，軟件鎖相環(huán)的具體實(shí)現(xiàn)方法也有不同。其中指針歸零法是最簡(jiǎn)單的鎖相方法，在捕獲電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)的CAP1中斷內(nèi)，直接將正弦表的指針歸零，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流參考信號(hào)與電網(wǎng)電壓相位同步。同步鎖相的實(shí)現(xiàn)主要依靠?jī)蓚€(gè)中斷配合實(shí)現(xiàn)，定時(shí)器下溢中斷和上升沿捕捉中斷。 u 0 ωt u 0 ωt SPWM調(diào)制基本原理示意圖SPWM調(diào)制是PWM的一種形式，經(jīng)它調(diào)制輸出的波形是SPWM波，具有正弦波的特性，加在感性或容性等慣性環(huán)節(jié)上時(shí)，其輸出結(jié)果類(lèi)似正弦波。通過(guò)上述過(guò)程，就將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}寬按正弦規(guī)律變化的正弦脈沖序列。四種方式中，先分析輸入為電流源的情形。因此電流控制技術(shù)按照采用何種控制方式的不同，分為兩大類(lèi)：間接電流控制和直接電流控制。和間接電流控制相比，直接電流控制引入了電流反饋，可以獲得更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，但控制相對(duì)復(fù)雜，并且要求電流采樣信號(hào)有很高的實(shí)時(shí)性。該控制方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦信號(hào)的無(wú)靜差跟蹤，同時(shí)積分的引入則會(huì)產(chǎn)生電流相移，影響逆變器輸出電能質(zhì)量，所以有時(shí)直接采用P調(diào)節(jié)器。將式（）寫(xiě)成復(fù)頻域形式，有 （）其中， （）即為濾波器傳遞函數(shù)。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。 仿真模型的建立根據(jù)系統(tǒng)模型，建立仿真模型。 PWM波形發(fā)生器參數(shù)，PI控制器中Ki為200。首先，分析了單相逆變器的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，然后給出了本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)主電路參數(shù)設(shè)計(jì)方法作了介紹。as, Simulation of gridinterface connecting photovoltaic power systems[M]. Proceedings of the World Renewable Energy Congress IX Florence, Italy, 2006.[26] A. ALAmoudi, L. Zhanc, Optimal control of a gridconnected PV system for maximum power point tracking and unity power factor[J]. On power electronics and variable speed drives. Seventh International Conference on (Conf. Publ. No. 456), London, 1998, pp. 80～85.[27] Salas V, Ol?180。145(5):92～487.[32] Mekhilef S, Rahim NA. Implement