[实用新型]一种采用DSP和双ARM控制架构的三电平光伏逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用DSP和双ARM控制架构的三电平光伏逆变器，主要应用于太阳能发电和交直流能量转换，属于电力电子技术领域。

背景技术

随着全球能源危机和环境污染问题的日益严峻，太阳能等可再生清洁能源的有效利用显得越来越重要，因此能有效利用太阳能的光伏并网逆变器的研制已成为当前的研究热点之一。目前应用较多的逆变电路拓扑有电压型逆变电路、电流型逆变电路、两电平逆变电路和三电平逆变电路。电压型逆变电路和电流型逆变电路由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，其中含有大量的高次谐波，要满足并网的要求须加装复杂的滤波装置；两电平逆变电路虽具有较成熟的控制策略和控制方法，但为了得到较好的波形输出，要求提高开关频率，造成很高的开关损耗，同时对开关管耐压和抗电压应力能力的要求也较高；三电平逆变电路在电压、电流逆变电路的基础上，把若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起来，使他们所含的某些主要次谐波分量相互抵消，得到较为接近正弦波的电平，同时相同电压等级下开关管所需承受的电压为两电平的一半且开关频率的要求大大降低。因此三电平逆变电路将是应用的主流拓扑电路。

目前采用三电平逆变电路的逆变器大多采用DSP作为控制核心，如要 同时兼顾信号采集、数据运算、输出控制、故障判断和人机交互等功能要求，必然会导致响应速度慢、控制周期延长和波形输出不稳定等现象。因此设计一种实时性能好、稳定高效的三电平光伏逆变器是非常具有现实意义的。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种采用DSP和双ARM控制架构的三电平光伏逆变器。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种采用DSP和双ARM控制架构的三电平光伏逆变器，所述三电平光伏逆变器包括：光伏输入端口、交流输出端口、信号调理电路、DC-DC Boost升压电路、DC-AC三电平逆变电路、数字信号处理器、第一ARM、第二ARM、直流信号采集电路、交流信号采集电路；

所述第一ARM和所述第二ARM分别与所述数字信号处理器连接；

从所述光伏输入端口输入的光伏信号通过所述信号调理电路将传入的功率传送给所述DC-DC Boost升压电路，同时通过所述直流信号采集电路采集所述DC-DC Boost升压电路直流侧的电压值和电流值送往所述数字信号处理器的AD转换端口，将其处理成有效的数字信号；功率传送到所述DC-DC Boost升压电路之后，所述DC-DC Boost升压电路通过来自所述数字信号处理器的MPPT控制信号能够调节两侧电压比例，从而控制输入侧电压，实现最大功率跟踪，实时保持光伏的输出功率最大；所述DC-DC Boost升压电路处理过后，功率传送到所述DC-AC三电平逆变电路，所述DC-AC三电平逆变电路在来自所述数字信号处理器的SVPWM控制信号下，输出规律变化的脉冲波，根据伏秒平衡的原理，所输出的脉冲波在经 过一定的滤波环节后即可得到交流波；从所述DC-AC三电平逆变电路出来的交流波，通过所述信号调理电路并网后经所述交流输出端口输出，同时通过所述交流信号采集电路采集所述信号调理电路交流侧的电压值、电流值送往所述数字信号处理器的AD转换端口，将其处理成有效的数字信号。

进一步地，所述三电平光伏逆变器还包括：液晶显示模块，与所述第二ARM相连，所述液晶显示模块包括液晶显示屏和显示控制电路，用于显示逆变器的实时工作状态和实时监测数据。

进一步地，所述三电平光伏逆变器还包括：键盘，与所述第二ARM相连，所述键盘包括按键和按键控制电路，用于逆变器的工作状态设置和液晶显示屏上的菜单选择。

进一步地，所述第一ARM用于协调所述数字信号处理器进行数据采集处理，将采集的数据传送给所述数字信号处理器进行越限判断，然后，所述数字信号处理器将数据或者故障信息传送给所述第二ARM。

进一步地，所述第二ARM用于参数设置和数据管理，所述第二ARM读取所述数字信号处理器中的电压电流、功率、发电量和故障信息在所述液晶显示屏上显示，同时将用户设置好的运行参数和维护参数传送给所述数字信号处理器。

进一步地，所述三电平光伏逆变器还包括：串口通讯模块，与所述第一ARM相连，所述串口通讯模块包括RS232、RS485、Ethernet通讯接口，可与上位机进行数据传输和状态监控。

进一步地，所述三电平光伏逆变器内置一套HTML网页服务器，通过所述Ethernet通讯接口连接计算机后可通过网络浏览器进行直接监控。