1. Корекция на фактора на мощността (PFC)
Корекцията на фактора на мощността (PFC) е предназначена да подобри фактора на мощността на енергийната система, да намали реактивната мощност и да подобри ефективността на използване на мощността. Има два често срещани PFC алгоритъма: контрол на режима на среден ток и контрол на режима на пиков ток.
Контролът на режима на среден ток настройва работния цикъл на ШИМ за целите на корекцията, като открива средната стойност на входния ток и я сравнява с референтна стойност. Този метод може ефективно да намали хармоничните компоненти на тока и да подобри качеството на входния ток.
Контролът на режима на пиков ток, от друга страна, настройва работния цикъл на ШИМ, като открива пиковата стойност на тока и я сравнява с референтната стойност. В сравнение с управлението на режима на среден ток, управлението на режима на пиков ток има по-бързо време за реакция, но е по-чувствително към шум.
2. LLC резонансен преобразувател
Резонансният преобразувател LLC е вид високоефективен DC-DC преобразувател, който се използва широко в междинната верига на PV инвертор. Резонансният преобразувател LLC използва резонансната мрежа (съставена от индуктор L и кондензатор C), за да реализира меко превключване, което намалява загуба при превключване и подобрява ефективността на преобразуване.
Честотен контрол: LLC резонансният преобразувател обикновено използва метода на честотен контрол, т.е. за контролиране на изходното напрежение чрез регулиране на честотата на превключване. основната задача на DSP е да реализира високоточен алгоритъм за управление на честотата, за да осигури стабилна работа на резонансния преобразувател при различни условия на натоварване.
Контролът на режима на ток се използва и в резонансни преобразуватели LLC за регулиране на честотата на превключване чрез откриване на резонансния ток и сравняването му с референтна стойност. Този метод може по-добре да се справи с промените в натоварването и да подобри динамичната реакция на системата.
3. BUCK конвертор
BUCK преобразувател е понижаващ DC-DC преобразувател, който обикновено се използва за регулиране на напрежението във фотоволтаични системи. Алгоритъмът му за управление включва главно управление на режима на напрежение и управление на режима на ток.
Контролът на режима на напрежение настройва работния цикъл на ШИМ, за да поддържа стабилен изход, като открива изходното напрежение и го сравнява със зададената стойност. Този метод е лесен за изпълнение, но реакцията на промени във входното напрежение и натоварване е бавна.
Контролът на текущия режим регулира работния цикъл на ШИМ чрез откриване на тока на индуктора и го сравнява със зададена стойност. В сравнение с управлението в режим на напрежение, управлението в режим на ток може да реагира по-бързо на промените във входното напрежение и натоварването, подобрявайки динамичната производителност на системата.
4. BOOST конвертор
BOOST преобразувателят е усилващ тип DC-DC преобразувател, използван за повишаване на ниското напрежение на фотоволтаичната клетка до постоянното напрежение, изисквано от инвертора. Алгоритъмът му за управление е подобен на този на преобразувателя BUCK и се състои главно от управление на режима на напрежение и управление на режима на ток.
Контролът на режима на напрежение настройва работния цикъл на ШИМ, за да поддържа стабилен изход, като открива изходното напрежение и го сравнява със зададена стойност. Въпреки че реализацията е проста, скоростта на реакция е относително ниска.
Контролът на текущия режим регулира работния цикъл на ШИМ чрез откриване на тока на индуктора и сравняването му със зададената стойност. Предимството е в бързата скорост на реакция, която може по-добре да се справи с промените на входното напрежение и натоварване.
5. Пълен мост с фазово изместване (PSFB)
Пълният мостов преобразувател с фазово изместване (PSFB) е високоефективен DC-DC преобразувател, широко използван във фотоволтаични инвертори с висока мощност. Основната му характеристика е да реализира меко превключване и да намали загубите при превключване чрез управление на фазовото изместване.
Контролът на фазовото изместване е ядрото на PSFB преобразувателя, който контролира изходното напрежение чрез регулиране на фазовата разлика на мостовите рамена. DSP трябва да внедри сложни алгоритми за контрол на фазовото изместване, за да гарантира, че преобразувателят работи стабилно при различни условия на натоварване.
Контролът на текущия режим може също да се приложи към преобразувателя PSFB, за да се регулира ъгълът на фазово изместване чрез откриване на тока и сравняването му със зададена стойност. Този подход подобрява динамичната реакция и стабилността на системата.
6. Инверторен контрол
Основната функция на инвертора е да преобразува постоянен ток в променлив ток, който да бъде доставен към мрежата или товара. Общите алгоритми за управление на инвертора включват SPWM (синусоидална модулация на ширината на импулса), SVPWM (пространствена векторна модулация на ширината на импулса) и многостепенно управление.
SPWM контролът генерира PWM форма на вълната чрез сравняване на синусоидален референтен сигнал с високочестотен носещ сигнал за преобразуване от постоянен ток в променлив ток. Задачата на DSP при това е да генерира високопрецизен SPWM сигнал и да го коригира в реално време.
Управлението SVPWM генерира PWM сигнали по метода на пространствения вектор. в сравнение със SPWM контрола, SVPWM може да използва постояннотоковото напрежение по-ефективно и да подобри изходната ефективност на инвертора. DSP трябва да внедри сложния алгоритъм SVPWM, за да осигури ефективен и стабилен изход на инвертора.
Многостепенното управление се използва широко в многостепенните инвертори за постигане на по-високо изходно напрежение и по-ниско хармонично изкривяване чрез многостепенни модулационни техники. DSP трябва да координира управлението на множество каскадни модули, за да гарантира цялостната производителност и стабилност на системата.
7. Важни технологии за контролна връзка
В допълнение към горните основни алгоритми за управление, някои важни техники за контролна връзка са включени в разработването на DSP за PV инвертори, като ANPC управление, DPWM управление, слабо управление на мрежата и специфични техники за елиминиране на хармоници.
ANPC (Active Midpoint Clamping) управление е високоефективна многостепенна инверторна контролна техника, която постига по-високо изходно напрежение и по-ниски хармонични изкривявания чрез активни затягащи елементи. DSP трябва да внедри алгоритъма ANPC, за да осигури ефективна и стабилна работа на системата.
DPWM (Digital Pulse Width Modulation) управление реализира PWM управление чрез цифрова обработка на сигнала, в сравнение с традиционната аналогова PWM, DPWM има по-висока прецизност и стабилност. DSP трябва да внедри високопрецизния DPWM алгоритъм, за да гарантира ефективната работа на инвертора.
Слабо управление на мрежата: В среда със слаба мрежа, където напрежението на мрежата варира значително, PV инверторът трябва да има по-силна способност срещу смущения, а DSP трябва да внедри сложни алгоритми за управление на слаба мрежа, за да осигури стабилна работа на системата по време на мрежата флуктуации.
Специфицираната технология за елиминиране на хармоници елиминира хармоничните компоненти в изходното напрежение чрез специфични алгоритми за подобряване на качеството на захранването. DSP трябва да приложи прецизен хармоничен анализ и алгоритми за елиминиране, за да гарантира чистотата на изходното напрежение.