基于FPGA的微電網并網控制器的設計與實現(xiàn)
3.3 并網控制算法模塊
根據(jù)并網條件,基于FPGA實現(xiàn)的并網算法流程如圖4所示。并網過程如下:通過鎖相控制模塊檢測微電網側和電網側的相位,然后對微電網側和電網側的相序、相差、壓差及頻率差進行判斷。當滿足并網條件:相序相同,相差、壓差及頻率差在一定的范圍時,控制器FPGA發(fā)出并網命令。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/189724.htm
,與實際電壓值比較可知該采樣模塊的采樣精度很高。并網控制器的采樣電壓為線電壓,基于FPGA實現(xiàn)改進鎖相算法的控制效果利用QuartusⅡ9.0得到鎖相波形如圖6b所示,圖中ωt為uab的相角弧度值,ωt =Data/163。由圖可見,鎖相環(huán)輸出值范圍為-π~π,其過零點與uab過零點高度重合,鎖相精度很高。
并網前,微電網側輸入大電網的電流為零,并網過程中的電流波形如圖7a所示。并網過程中的沖擊電流峰值約為0.36 A,穩(wěn)定工作后電流峰值約為0.296 A。沖擊電流約為穩(wěn)定工作時電流的1.2倍,沖擊很小從而實現(xiàn)了微電網的平滑并網。當接收到脫網命令時,控制器立即切斷并網開關,微電網轉為孤島模式運行,其脫離大電網時的波形如圖7b所示,可見,并網控制器能快速可靠處理斷網命令,不會出現(xiàn)脫網后自動并網等誤動作。
5 結論
針對微電網與大電網能量交互的問題,設計了一種基于FPGA實現(xiàn)的并網控制器。詳細介紹了并網控制器采樣模塊和鎖相控制模塊的設計過程,并根據(jù)并網條件開發(fā)出基于FPGA實現(xiàn)的并網控制器。最后將該并網控制器應用于微電網實驗平臺,實驗結果表明,所設計的并網控制器能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精確采樣及快速準確的鎖相控制,并網沖擊小,從而能實現(xiàn)微電網的平滑并網。
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