基于DSP的并网功率控制转换器在网格扭曲操作
玛丽安P. kazmierkowski，研究员，IEEE，IEEE会员马立克Jasinski，Grzegorz Wrona，学生会员，IEEE
摘要——电力电子并网变换器（顾客）作为可再生能源并网接口广泛应用。本文提出了一种扩展的直接功率控制空间矢量调制（DPC-SVM）方案的改进根据网格扭曲操作性能。实时操作的方案执行的几个重要DPC-SVM工作：的空间矢量脉宽调制，有功功率反馈控制，电网电流谐波和电压暂降补偿。因此，在开发和实施使用单芯片微控制器DPC-SVM浮点算法TMS320F28335的描述。它结合了大周设备，典型的微控制器，具有很高的计算数字信号处理器（DSP）的容量特性。的该系统的创新之处在于通用扩展通过附加的高次谐波电压DPC-SVM计划倾斜补偿模块及实现在一个单芯片的浮点控制器算法。概述实验室设置的描述的序列基础算法，任务，优化软件以及特定的执行时间在定点和浮点处理器的程序模块进行了讨论。选定波形说明操作该算法用于5 KVA实验室的鲁棒性介绍了GCC模型。
标引词——数字信号处理（DSP），直流电源控制（DPC），浮点控制器，并网转换器（GCC），实时控制。 一、引言
近年来，可再生能源的发展（RES）来自要求增加安全电力供应，减少温室效应，排放二氧化碳气体，避免雨。在RES水电，风电和光伏技术目前最大的使用。然而，主要劣势物的不可控性和有限性（视天气情况）。因此，如果这些系统没有适当的控制，他们本可以连接电网不稳定甚至失败。此外，新标准对RES对公用电网连接（称为网格编码在国家标准规定的[ 2 ]，[ 11 ]）提出了更高的要求更为系统的运行在短期电网干扰能力（非对称条件下，电压骤降）和保证高质量（低电流畸变和操作功率因数）【11】。这些要求可以遇见通过连接电源转换器（GCC）与三相电网适当的控制。
GCC开发了几个通用的控制策略[ 14 ]，[ 15 ]，[ 20 ]。最受欢迎的是线性电压定向控制（VOC），功率流控制间接的有功和无功电流的组件使用线性PI控制器和空间矢量调制（SVM）。的有功电流是指同步旋转电压定向的坐标计算测量电网交流电流通过坐标变换。支持向量机的块，在每个采样周期，产生开关在这样一种方式，平均功率晶体管序列了海合会的输出电压是信号控制正比PI控制器送来的。因此，海湾合作委员会采用固定开关频率的采样时间定义。
在直接功率控制（DPC）方案，积极无功功率闭环控制中直接使用非线性磁滞控制和电压选择表【14】【20【15 ]，，[ 22 ]的]。DPC没有调制器和简单结构，然而，在滞环控制的晶体管开关频率随负载的变化和GCC直流侧电压脉动。因此，保护和EMI滤波器设计是困难的。
在预测的直接功率控制（P-DPC），晶体管开关状态由预定义的在线选择最小化基于预测模型[ 4 ]成本函数，[ 10 ]。作为一个结果，GCC，在DPC，变开关操作频率。进行预测控制器的正确运行需要精确系统模型、大量在线运算。
本文提出的方法称为直接功率控制采用空间矢量调制（DPC-SVM）相结合的优势的VOC（SVM线性PI控制器）和DPC方案（结构简单，无电流控制回路）[ 14 ]，[ 15 ]。
然而，这里要强调所有上述通用控制方案不能满足电网规范要求关于：总谐波失真（THD）的格网因子目前在电网电压畸变小于5%，额定电压降到90%。特别的，单相电压线索系统不对称，需要相应的补偿算法。
扩展算法的任务–一边–高功率半导体器件在开关频率GCC–另一边–需要较大的计算量。目前，在电力电子领域的最受欢迎的是德克萨斯仪器（TI）和模拟设备（AD）处理器与Altera灵活的可编程门阵列（FPGA）。FPGA提供了有趣的选择建立特定的DSP系统。在
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图1。电力电子GCC作为研究网格界面
近日，该DSP的生产者不仅增加了操作速度和计算能力，而且还扩大其提供的专用电路。一个例子是德克萨斯仪器C2000家族，广泛用于电力电子变换器的控制在交流传动系统和资源，这个家庭也浮点TMS320F28335结合大周对于高计算微控制器典型设备能力的数字信号处理器的特点。此外，实时系统的理论扩展[ 8 ]，[ 21 ]。
开发的控制算法的块方法包含以下几个功能模块：脉宽调制器（PWM），网格同步锁相环（PLL）]，有功和无功功率估计，功率和直流侧电压反馈控制器，高次谐波电流补偿器（HHC），和电压骤降补偿器（VDC）。因此，对新奇该系统是在通用的DPC-SVM延伸 通过附加的HHC和伏补偿模块方案并在单片机的整个算法的实现浮点控制器。 该算法的主要特点是： 有功和无功功率流?直接控制； ?恒定开关频率的功率晶体管； ?抗电网干扰像高次谐波和电压骤降； ?执行时间短由于软件优化； ?实施全面控制和补偿算法在单片机。
在本文中，介绍了对5伏安实验设置的描述，讨论对执行时间的最小化，和选定的实验波形图说明操作。
II并网变换器原理（GCC）操作
海湾合作委员会的withac输入电抗器和输出功率电路直流侧电容器如图1所示，在图2（a）显示其单相表示[ 13 ]，
是电网电压空间向量，
是电网电流空间矢量，
是海湾
合作委员会输入电压空间矢量，L
和
它
是一种空间电压矢量对输入的下降（交流网侧）扼流圈
的
阻
力
R.
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