[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

说明书

本发明属于电力电子装置控制技术领域，具体涉及一种基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统及方法。发明所要解决的技术问题是提出一种基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统及方法，通过基于异步通讯方式，解决了在较为复杂的硬件系统里难以实现电网电压的相位跟踪问题。为了解决上述技术问题，本发明提出这样一种基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统及方法，包括并网逆变器模块、电网电压检测模块、储能器件、IGBT模块、隔离变压器和并网接触器；并网逆变器模块和电网电压检测模块之间进行CAN通讯。本发明具有能在较为复杂的硬件系统里实现电网电压的相位跟踪的效果。

技术领域

本发明属于电力电子装置控制技术领域，具体涉及一种基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统及方法。

背景技术

随着各种非线性负载的大量使用，电能质量问题日益突出，用来改善电能质量的各种电力电子装置得了较广泛的应用。它们直接或通过变压器、电抗器等设备与电网并联或串联，并依赖电源电压与电网保持同步运行。要实现并网逆变电源与电网的同步运行，首先必须检测电网电压的频率和相位，并以此来控制变换器，使其与电网电压保持同步。在此过程中，相位跟踪是控制的一个关键环节，是电力电子装置实现有效控制的基础。

目前，并网逆变器的相位跟踪方案多是：通过硬件过零检测法或者复杂的同步坐标变换、滤波及反变换等软件方式获得系统电压、电网电压的相位，根据两个相位信号的相对情况，实施对系统电压相位的控制，实现系统电压与电网电压信号的同步。不管是硬件检测法还是软件处理法，系统电压、电网电压的相位信号均为同步输送到同一个主控芯片中，在相同的主控频率下同步实施相同的处理。而两相位信号输送到不同主频的控制芯片，实现电网电压的相位跟踪的方法则几乎无相关文献和专利进行论述。为解决这一问题，本发明提出了一种两主控芯片基于异步通讯方式实现电网相位跟踪的方法，该法能在较为复杂的硬件系统里实现电网电压的相位跟踪。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统及方法，通过基于异步通讯方式，解决了在较为复杂的硬件系统里难以实现电网电压的相位跟踪的问题，具有能在较为复杂的硬件系统里实现电网电压的相位跟踪的效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于异步通讯方式的电网相位跟踪系统，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。

优选的，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u_dc、总电流i_dc及其各支路电流i_a、i_b和i_c，还对隔离变压器输出端的电流v_a、v_b和v_c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。

优选的，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v_sa、v_sb和v_sc，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。