[发明专利]一种基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统及方法

权利要求书

1.一种基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统，其特征在于,包括并网逆变器模块和电网电压检测模块；并网逆变器模块包括储能器件、IGBT模块、滤波器、隔离变压器、并网接触器和DSP主控板；储能器件、IGBT模块、滤波器、隔离变压器和并网接触器顺次连接，并网接触器再连接至电网，并网逆变器模块和电网电压检测模块之间进行CAN通讯；

所述并网逆变器模块的软件部分包括下溢中断单元、相位跟踪单元和异步通讯接收中断单元；下溢中断为定时中断，可根据电力电子器件的开关频率确定定时时间；定时下溢中断单元中有系统电压相位指针和电网电压相位指针，下溢中断每触发一次，两个指针加一，当两个指针数值超过定时下溢中断的采样倍率后，两指针清零，同时，当异步通讯接收中断被触发时，电网电压相位指针清零；

所述跟踪系统的电压相位指针和电网电压相位指针分别代表逆变器系统电压和电网电压相位的实际运行情况；依电网电压相位指针为参考基准，通过相位跟踪单元对系统电压相位指针进行调节控制，直到系统电压相位跟踪上电网电压相位；

跟踪相位可用下式表示：跟踪相位=（系统电压相位指针+补偿量）*2π/下溢中断采样倍率，跟踪相位即是并网逆变器离网算法中三相参考电压信号的基准相位。

2.根据权利要求1所述的基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统，其特征在于,所述并网逆变器模块的DSP主控板包括DSP主控单元、PWM控制单元和AD采样/捕获单元；AD采样/捕获单元用于逆变器信号的AD采样，采集的信号包括经过IGBT模块的电压udc、总电流idc及其各支路电流ia、ib和ic，还对隔离变压器输出端的电流va、vb和vc进行采样，并将采集的信号传送给DSP主控板；DSP主控板用于数据处理和算法运行，并通过SVPWM技术形成驱动脉冲，驱动IGBT模块，最后通过滤波器输出正弦信号。

3.根据权利要求1所述的基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统，其特征在于,所述电网电压检测模块包括ARM通讯单元和AD采样单元，AD采样单元采集电网电压vsa、vsb和vsc，并将采集的信号传送给ARM通讯单元；DSP主控板采用主频90MHz的TMS320F2812PGFA；ARM通讯板采用主频72MHz的STM32F107VCT6；ARM通讯板和DSP主控板之间通过波特率1MHz的CAN异步通讯交互数据。

4.根据权利要求1所述的基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统，其特征在于,所述电网电压检测模块的软件部分包括AD采样单元、数据处理单元、电网电压过零判定单元以及异步通讯发送单元，分别用于实现对电网电压信号的AD采样、过零处理以及异步通讯发送处理。

5.根据权利要求3所述的基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统，其特征在于,所述AD采样单元的AD采样频率为8.2kHz，即一个正弦周波20ms内有164个采样点；每个循环有且唯有一个采样点进行AD数据读取、数据处理、软件滤波处理，当前采样点和上一个采样点幅值通过与零作比较，判断出当前采样点是否是电网电压上升过零点最邻近的采样点，若AD[i]＞0且AD[i-1]≤0，其中，AD[i]表示当前采样点，AD[i-1]表示上一采样点，则当前采样点是电网电压上升过零点最邻近的采样点，立即触发CAN发送相应信息，若不是，则等待对下一点采样点进行处理，其中，当前采样点为每个循环有且仅有一个采样点。

6.根据权利要求1所述的基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统，其特征在于,所述定时下溢中断的定时周期为156.25us，即一个正弦周波20ms128个定时周期，每次触发定时下溢中断，系统电压相位指针Ua_Pointer加一，电网电压相位指针Usa_Pointer加一；如果Ua_Pointer、Usa_Pointer在定时下溢中断中大于127，清零；另外，如果CAN接收中断被触发时，Usa_Pointer也被清零。