[实用新型]一种DSP和FPGA双控制系统光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光伏并网逆变器，具体涉及一种DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）和FPGA（Field-Programmable Gate Array，可编程逻辑器件阵列）双控制系统光伏并网逆变器。

背景技术

光伏并网逆变器是太阳能发电的核心部件，是由太阳能电池板电压经DC/DC直流到直流升压，并进行最大功率点MPPT的跟踪，到DC/AC直流到交流逆变，输出与电网同电压同频率同相位的交流电，在此过程中，需大量实时处理电压、电流、频率、功率等各种信号，并同时进行孤岛效应的监测。DSP可以完成以上工作，并用软件完成各种保护功能。这样仅仅使用现有的DSP软件系统完成的保护功能，保护时速度较慢，特别是对DC/DC升压，DC/AC逆变中使用的高电压大电流大功率器件发生致命故障时不能及时快速提供保护，造成器件损坏或使用寿命降低，而对并网继电器开、关控制的不及时，会造成安全问题，并且并网逆变器需要有冗余保护功能，即主控DSP程序意外跑飞还要能够完成保护功能。

实用新型内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种DSP和FPGA双控制系统光伏并网逆变器，以实现满足高性能、高可靠性、高安全性的要求。

技术方案：为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种DSP和FPGA双控制系统光伏并网逆变器，包括通过I/O端口相连的DSP和FPGA；所述的DSP通过A/D端口与模拟量采集模块相连；所述的模拟量采集模块通过硬件保护比较电路与FPGA的IN端口相连；所述的FPGA与DC、AC故障信号模块相连；所述的FPGA通过缓冲电路与输出DC、AC PWM驱动和复位信号模块相连；所述的DSP和FPGA通过驱动电路与并网继电器模块相连。

所述并网继电器共有四只，所述的DSP和FPGA通过驱动电路分别控制四只并网继电器中的二只。

所述的模拟量采集模块包括直流输入电压信号采集模块、直流输入电流信号采集模块、电网电压信号采集模块、并网输出电压信号采集模块、并网输出电流信号采集模块、直流总线电压信号采集模块、交流漏电保护信号采集模块、直流漏电保护信号采集模块和温度保护信号采集模块。

所述的DSP通过I/O端口与通讯监控模块相连

本实用新型的DSP和FPGA组成双控制系统光伏并网逆变器，DSP输入模拟量采集后的光伏逆变器工作状况信号，进行A/D模数转换，运行系统软件完成数据逻辑运算处理，FPGA输入故障和保护信号，DSP和FPGA信号相互交换，共同完成对光伏并网逆变器的系统控制。DSP具有强大的数据运算能力，能满足光伏并网逆变器的MPPT、防孤岛的大量数据的运算要求，作为光伏并网逆变器的核心处理单元，完成包括模拟量输入转换，系统数据逻辑运算，保护逻辑处理，通信功能。现场FPGA包括丰富的外部可编程接口，内部数据运行采用并行处理的方式，实时性高，通过FPGA和DSP配合使用，DC/DC升压，DC/AC逆变的PWM驱动和复位信号由FPGA和DSP双重控制。对DC/DC升压，DC/AC逆变使用的高电压大电流大功率器件的致命故障和逆变器重大故障FPGA进行实时采样及时处理，对涉及安全的并网继电器的开、关，由DSP和FPGA分别控制四只两串联继电器中的各二只，大大提高了逆变器的可靠性和安全性。

有益效果：本实用新型的DSP和FPGA双控制系统光伏并网逆变器，充分发挥DSP和FPGA的各自功能，对光伏并网逆变器既有软件的运算控制保护，又有硬件的高效实时保护，FPGA的加入增加了DSP控制系统的保护功能冗余性，使光伏并网逆变器具有高性能、高可靠性、高安全性。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理图；

图2是本实用新型的并网继电器电路原理图；

图3是3KW光伏并网逆变器的系统框图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型做进一步的说明。