CN207664638U - 一种分布式电源的并网vsg装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种分布式电源的并网VSG装置，包括：DSP芯片控制系统、三相逆变器主电路、IGBT驱动电路、信号调理电路、电压电流测量电路、保护电路、控制部分电源电路。电压电流测量电路实时采集电网侧以及逆变器侧电路信息，通过信号调理电路调理后，输送给DSP芯片控制系统，经编程运算后将控制指令输给IGBT驱动电路进而控制逆变器开关通断。整个过程中，一旦控制器判断系统出现故障或因其他原因可能导致电流过大而损坏装置时，保护电路起作用使逆变器停止工作。装置结构设计科学合理，保护电路采用软件与硬件双重保护增加了系统的可靠性与安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于电子设备技术领域，具体涉及一种分布式电源的并网VSG装置。
背景技术
近年来，能源危机环境污染等问题日益凸显，促进了可再生能源的开发与利用，分布式发电(Distributed Generation，DG)技术因此受到越来越多的关注，其具有污染少、能源利用率高、安装位置灵活等优点。但随着分布式电源渗透率不断提高，其对电网的规划运行等方面产生了较大的负面影响。
分布式电源多数不具备惯量特性，负荷突变导致会逆变器输出频率也会发生突变，不利于微电网系统的频率稳定性。为了解决这一问题，虚拟同步发电机(VirtualSynchronous Generator,VSG)技术被提出。而常规VSG装置体积大，装置易受损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，提出一种具有自保护作用功能，安全运行性能高的逆变并网装置，具体技术方案如下。
一种分布式电源的并网VSG装置，其特征在于，包括：DSP芯片控制系统、三相逆变器主电路、IGBT驱动电路、信号调理电路、电压电流测量电路、保护电路、控制部分电源电路。电压电流测量电路实时采集电网侧以及逆变器侧电路信息，通过信号调理电路调理后，输送给DSP芯片控制系统，经编程运算后将控制指令输给IGBT驱动电路进而控制逆变器开关通断。整个过程中，一旦控制器判断系统出现故障或因其他原因可能导致电流过大而损坏装置时，保护电路起作用使逆变器停止工作。
所述DSP芯片控制系统是基于TI公司的F28M35H52C1。
所述三相逆变器主电路采用的是三相全桥拓扑结构与LC滤波器，开关器件选取的是FF50R12RT4IGBT模块。
所述控制部分电源电路采用78xx与79xx系列的三端稳压芯片产生直流供电电源。
本实用新型的有益效果是：装置结构设计科学合理，保护电路采用软件与硬件双重保护增加了系统的可靠性与安全性，所用DSP控制芯片工频高，响应速度快。并且通过编程算法的优化设计，使控制更准确。
附图说明
图1为本实用新型装置硬件系统结构框图。
图2为PWM中断子程序的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步详细说明。
图1中，电压电流测量电路需要采集的电气量包括逆变器的输出电压与电流及滤波电感上的电流，因此需要3个电压互感器和6个电流互感器。电压互感器为星格SPT204A电压互感器，电流互感器为星格SCT220B电流互感器。由于SPT204A电压互感器和SCT220B电流互感器都是电流型的，其输出信号是电流形式，因此需要通过电流转电压电路将电流信号转换为电压信号，方便DSP测量。输出电压与输入电流之间的关系为：
Output_U＝-Input_I×R_Sample
其中，Output_U为输出电压，Input_I为输入电流，R_Sample为过度电阻。
输出电压信号被送到信号调理电路。DSP的测量输入范围在0～3.3V之间，因此由传感器测回的电气信号需要经过调理电路处理后才可以输入到DSP中。此外，开关器件工作于高频状态，所以电压电流信号中必然存在高次谐波，信号调理电路需要完成滤除高次谐波的任务。由传感器测得的电压和电流信号经过一阶有源低通滤波器后进入加法电路。加法电路满足：
其中，是输出电压，U1是输入电压。因此，经过加法电路调理后，输入信号幅值减半，同时被抬升1.65V。信号调理电路中加入3.3V的稳压二极管，当电压高于3.3V时二极管将被击穿，从而电位将被嵌位，达到保护DSP中AD模块的目的。
信号输送到DSP控制系统后，进入PWM中断子程序。首先调用AD中断子程序，得到三相电压电流数据，进行功率计算；根据逆变器实际运行频率和输出的功率值，结合VSG控制算法，计算得出逆变器的输出电压与频率给定值，并生成三相参考信号；对三相参考电压、输出电压、输出电流及滤波电感电流进行Park变换，在d/q坐标系下完成电压电流双闭环控制，得到调制波信号，并将其反变换回abc坐标系中；根据载波信号与调制波信号计算开关器件工作的占空比，依据占空比的值确定PWM模块寄存器的值。
DSP控制系统将控制信号输送到IGBT驱动电路进而控制逆变器开关通断，完成分布式电源的VSG并网运行。
Claims (4)
1.一种分布式电源的并网VSG装置，其特征在于，包括：DSP芯片控制系统、三相逆变器主电路与IGBT驱动电路、信号调理电路、电压电流测量电路、保护电路、控制部分电源电路。
2.根据权利要求1所述的分布式电源的并网VSG装置，其特征在于，所述DSP芯片控制系统是基于TI公司的F28M35H52C1。
3.根据权利要求1所述的分布式电源的并网VSG装置，其特征在于，所述三相逆变器主电路采用三相全桥拓扑结构与LC滤波器，开关器件选取的是FF50R12RT4 IGBT模块。
4.根据权利要求1所述的分布式电源的并网VSG装置，其特征在于，所述控制部分电源电路采用了78xx与79xx系列的三端稳压芯片产生直流供电电源。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111525555A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-11 | 北京交通大学 | 一种虚拟同步机黑箱模型的建模方法 |
| CN112909974A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-04 | 台州宏远电力设计院有限公司 | 一种复合储能与无功补偿一体化系统 |
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