[发明专利]一种基于TMS320F2812的光伏并网及电能质量综合治理统一控制方法

说明书

技术领域

本发明专利属于光伏并网发电系统控制技术领域，以及电能质量治理控制技术领域。 

背景技术

能源是发展国民经济和提高人民生活水平的重要物质基础。由于传统石化能源越来越临近枯竭，可再生能源将逐步替代化石能源，成为人类可持续发展的能源。在可再生能源中，潜力最大的是太阳能。太阳能光伏发电是太阳能利用的重要方式，具有无污染、可再生、不受区域限制等优势，也是我国重点提倡开发利用的绿色能源。我国太阳能资源相当丰富，全国各地的年太阳辐射总量为3340～8400MJ/m²，总值为58520MJ/m²。我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为147×108GWh，相当于4.9万亿吨标准煤。加上太阳能的洁净环保特性，太阳能资源成为我国最具大规模开发利用价值的可再生能源之一。 

随着工业自动化水平的不断提高以及电力电子技术的不断发展，配电网中逆变器、整流器、变频调速装置、冲击性、不平衡负荷等不断增加，这些非线性和时变性负载对这些设备本身以及其它对电能质量要求高的装置和设备都会产生不同程度的影响。电力电子装置的开关动作向电网中注入了大量的谐波和次谐波分量，导致交流电网中电压和电流的严重失真。凡是具有非线性阻抗特性的电气设备都是电能质量的污染源，包括各种电力电子设备的用电负荷、炼钢电弧炉负荷、电力机车负荷等，都会在电网中产生电压波动与闪变、高次谐波电压等问题，从而引起电压正弦波形畸变。自然现象如雷击、暴风雨等也会 影响电能质量。电能质量指标恶化不仅影响了电力系统和相关领域的正常运行，而且对正常的安全可靠用电也造成了一定的威胁。随着电力电子技术的不断进步，电能质量调节器(UPQC)应运而生。电能质量调节器(UPQC)可快速补偿供电电压中的突升或突降、波动和闪变、谐波电流和电压、各相电压的不平衡以及故障时的短时电压中断等，是一种具有综合功能的电能质量调节器。 

但目前的光伏并网发电和UPQC各有不足，由于太阳光日夜变化，光伏发电装置只在白天工作，晚上要切离电网，这不仅影响设备的利用率，并且在频繁投切时会对电网稳定造成影响。UPQC可对无功及谐波电流进行补偿，但因成本较高，功能单一，推广难度较大。分析UPQC和光伏并网发电系统可知，UPQC向电网提供无功电能及各种谐波，而光伏并网发电系统只提供有功电能，两者只是向电网提供的电能不同，而在结构和控制上有诸多相似之处，所以在理论上可对两者实施统一控制。近年来，随着微电子学的迅速发展，各种性能更好、功耗更低的单片机和DSP不断涌现。TMS320F2812是美国德州仪器(TI)生产的一款DSP控制芯片，其特点有：①高达150MHz的工作频率，32位硬件乘加器；②哈佛总线结构，迅速的中断响应处理；③2个增强的事件管理器模块(包括通用定时器、比较单元、捕获单元以及正交编码脉冲电路)，提供了一整套用于运动控制和电机控制应用的功能和特性；④外围设备包括3个32位CPU定时器，16通道12位模数转换模块，其流水线最快转换周期为60ns，单通道最快转换周期为200ns，等。TMS320F2812的出现，为光伏并网发电和UPQC统一控制的实现提供了硬件基础。 

发明内容

本发明提供了一种基于TMS320F2812的光伏并网和电能质量综合治理的统 一控制策略，在此控制策略下能同时实现电能质量综合治理、光伏并网发电以及电力中断补偿的功能。 

本基于TMS320F2812的光伏并网和电能质量综合治理的统一控制策略的技术方案如下： 

步骤1：方法以TMS320F2812DSP控制芯片为核心，首先配合信号调理电路对配电网三相电流进行检测得到其采样值i_a、i_b、i_c；