[发明专利]一种基于FPGA的光伏并网系统及其实现方法

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的光伏并网系统及其实现方法，系统包括如下装置：光伏电池PV、稳压电容、DC/DC变换电路、直流母线、DC/AC全桥逆变器、核心控制器FPGA、交流电网以及供电设备、Web服务器、计算机或移动终端等。其中，核心控制器FPGA采用异构双核模式，核1产生前级DC/DC变换电路、后级DC/AC全桥逆变器的PWM驱动信号、以及最大功率点跟踪MPPT控制信号；核0搭载Linux系统来运行网络服务、数据库和远程监控等功能，本发明的优点在于：异构双核FPGA可并行处理任务，实现不同功能的灵活组合，提高系统运行效率；双核系统易于扩充，能在小巧的外形中融入强大的处理性能，这种外形所用的功耗低、计算功耗产生的热量少。

主权项

1.一种基于FPGA的光伏并网系统，其特征在于，包括光伏电池PV、稳压电容、DC/DC变换电路、直流母线、DC/AC全桥逆变器、核心控制器FPGA、交流电网以及供电设备、Web服务器、计算机或者移动终端；光伏电池PV输出与稳压电容并联，稳压电容输出串联滤波电感L1再与DC/DC变换电路并联，DC/DC变换电路输出经单相二极管与稳压电容并联，再经直流母线连接DC/AC全桥逆变器，逆变器输出串联滤波电感L2再经稳压电容并联至交流电网，核心控制器FPGA被配置为采集光伏电池的输出电压和电流信息、DC/DC变换电路的输出电压信息以及电网电压、电流信息，通过自定义驱动和控制模块产生所需的信号给并网系统；核心控制器FPGA被配置为连接Web服务器，通过计算机或者移动终端实现系统监测；所述光伏电池PV采用最大功率点跟踪控制策略，通过核心控制器FPGA的核1自定义的MPPT功能模块来调节光伏电池等效模型中的负载电阻跟随电池内阻；所述光伏电池等效模型由等效电流源Iph、正向二极管Id、电容Cj、PN结旁路分流电阻Rsh、串联电阻Rs和负载RL组成；所述核心控制器FPGA为异构双核的Zynq‑7000，在核心控制器FPGA中，系统功能被配置为硬件层、系统层和应用层；其中，核1被配置为实现光伏并网系统的MPPT、SPWM、CAP和ADC控制，核0被配置为移植Linux系统实现光伏监测，包括：远程登录、数据存储和人机交互，同时两核被配置为可进行实时数据交互。