并网控制器内部ADS7864电压采样效果通过QuartusⅡ9.0得到波形如图6a所示,逻辑分析仪的采样频率为8 kHz,可得电网电压频率fs= 50 Hz;uab峰值的A/D采样值Data=879,由式(2)可得其电压有效值,与实际电压值比较可知该采样模块的采样精度很高。并网控制器的采样电压为线电压,基于FPGA实现改进锁相算法的控制效果利用QuartusⅡ9.0得到锁相波形如图6b所示,图中ωt为uab的相角弧度值,ωt =Data/163。由图可见,锁相环输出值范围为-π~π,其过零点与uab过零点高度重合,锁相精度很高。
并网前,微电网侧输入大电网的电流为零,并网过程中的电流波形如图7a所示。并网过程中的冲击电流峰值约为0.36 A,稳定工作后电流峰值约为0.296 A。冲击电流约为稳定工作时电流的1.2倍,冲击很小从而实现了微电网的平滑并网。当接收到脱网命令时,控制器立即切断并网开关,微电网转为孤岛模式运行,其脱离大电网时的波形如图7b所示,可见,并网控制器能快速可靠处理断网命令,不会出现脱网后自动并网等误动作。
5 结论
针对微电网与大电网能量交互的问题,设计了一种基于FPGA实现的并网控制器。详细介绍了并网控制器采样模块和锁相控制模块的设计过程,并根据并网条件开发出基于FPGA实现的并网控制器。最后将该并网控制器应用于微电网实验平台,实验结果表明,所设计的并网控制器能实现数据的精确采样及快速准确的锁相控制,并网冲击小,从而能实现微电网的平滑并网。
本文关键字:控制器 DSP/FPGA技术,单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术