[发明专利]一种基于DSP的光伏并网系统分岔控制器及其工作方法

说明书

（一）技术领域：

本发明用于太阳能并网光伏发电行业，涉及电力电子技术和控制理论交叉领域，尤其是一种基于DSP的光伏并网系统分岔控制器及其工作方法。

（二）背景技术：

随着环境污染的加剧和化石能源的紧张，可再生资源的利用备受瞩目，太阳能以其清洁、丰富、普遍的特点成为利用的焦点。目前，作为太阳能的主要利用方式之一——光伏发电得到了快速发展。太阳能的利用主要包括两种形式：热利用和光伏发电利用。其中，隶属于发电系统的光伏并网发电成为了太阳能利用的主要发展趋势。

光伏并网发电系统与水电、风电等发电系统的最显著不同的地方就是大量的电力电子器件的应用。电力系统本身就是一个非线性动力系统，而在光伏系统进行大规模地并网后，系统中大量使用的电力电子器件，使得光伏并网系统中的非线性特性更加突出与复杂。

光伏发电系统中广泛的应用到DC-DC、DC-AC变换器，而对这些功率变换器的研究实质上就是对其中电力电子电路的分析。对于DC-DC Boost变换器，其内部参数的改变会导致各种非线性现象，如倍周期分岔、Hopf分岔和混沌等。实验研究表明，分岔是进入混沌状态的一条主要途径，因此对控制器进行有效的分岔控制和混沌控制可以避免出现不稳定的情况，从而保证系统的正常工作。

分岔控制的主要任务是研究分岔控制的基本理论，提出分岔控制的方法策略，而对一个具体的系统就是设计控制器来控制分岔行为、改变分岔特征。

目前，非线性系统的分岔控制正在形成一个全新的研究方向，分岔控制的手段主要有线性和非线性反馈方法、Wash-out-filter、混合控制方法、频域分析和逼近方法、以及利用标准型理论等等。这些研究对于非线性系统的分岔控制来说仍处于起步阶段，尽管目前已有不少关于控制分岔的方法，但是若将其与具体的非线性动力系统联系在一起，则不同的控制策略对系统也会产生不同的影响。

（三）发明内容：

本发明的目的在于设计一种基于DSP的光伏并网系统分岔控制器及其工作方法，它可以克服现有技术的不足，是一种结构简单，易于控制，可较好的解决由光伏系统控制器中的电力电子器件产生的分岔现象。

本发明技术方案：一种基于DSP的光伏并网系统分岔控制器，其特征在于它包括光伏发电系统，接口电路与DSP控制单元；其中，所述光伏发电系统与接口电路呈双向连接，接收接口电路的控制信号并为接口电路提供采样数据；所述接口电路与DSP控制单元呈双向连接，所述DSP控制单元接收接口电路的采样数据并提供驱动信号。

所述光伏发电系统由光伏阵列、DC/DC直流变换单元、DC/AC交流变换单元、输出滤波单元和电网构成；其中，所述DC/DC直流变换单元的输入端接收光伏阵列的输出电流，其输出端与DC/AC交流变换单元的输入端相连；所述输出滤波单元的输入端连接DC/AC交流变换单元的输出端，其输出端与电网相连。

所述接口电路是由电压电流采样单元1、电压电流采样单元2、带时滞反馈的分岔控制器、隔离驱动单元1、隔离驱动单元2和电网电压频率相位检测单元构成；其中，所述电压电流采样单元1的输入端与DC/DC直流变换单元的输出端及DC/AC交流变换单元的输入端相连，其输出与DSP控制单元的输入端相连；所述电压电流采样单元2的输入端采集输出滤波单元输出端和电网的输入端相连接，其输出端连接DSP控制单元的输入端；所述带时滞反馈的分岔控制器的输入端连接隔离驱动单元1的输出端，其输出端连接DC/DC直流变换单元的输入端；所述隔离驱动单元1的输入端接收DSP控制单元发出的整流信号；所述隔离驱动单元2的输入端接收DSP控制单元发出的整流信号，其输出端连接DC/AC交流变换单元的输入端。

所述DSP控制单元，是美国TI公司的TMS320LF2407 DSP芯片，内含10位单极性A/D转换模块，总共16个通道，6路脉宽调制PWM输出，3路捕获单元CAP，可提供看门狗电路、SPI、SCI和CAN多种控制；且包括PWM1驱动单元、PWM2驱动单元、PWM3驱动单元、PWM4驱动单元、PWM5驱动单元、ADC1接口、ADC2接口及CAP1接口；其中，所述PWM5驱动单元的输出端连接隔离驱动单元1的输入端，所述ADC1接口的输入端采集电压电流采样单元1发出的电压电流信号；所述ADC2接口的输入端采集电压电流采样单元2发出的电压电流信号；所述PWM1驱动单元、PWM2驱动单元、PWM3驱动单元、PWM4驱动单元的输出端连接隔离驱动单元2的输入端；所述CAP1接口的输入端接收电网电压频率相位检测单元发出的检测信号。