1. Korekcija faktora snage (PFC)
Korekcija faktora snage (PFC) dizajnirana je za poboljšanje faktora snage elektroenergetskog sustava, smanjenje reaktivne snage i poboljšanje učinkovitosti korištenja energije. Postoje dva uobičajena PFC algoritma: kontrola moda prosječne struje i regulacija moda vršne struje.
Kontrola načina rada prosječne struje prilagođava PWM radni ciklus u svrhu korekcije detekcijom prosječne vrijednosti ulazne struje i usporedbom s referentnom vrijednošću. Ova metoda može učinkovito smanjiti harmonijske komponente struje i poboljšati kvalitetu ulazne struje.
Kontrola načina rada vršne struje, s druge strane, prilagođava radni ciklus PWM otkrivajući vršnu vrijednost struje i uspoređujući je s referentnom vrijednošću. U usporedbi s regulacijom moda prosječne struje, regulacija moda vršne struje ima kraće vrijeme odziva, ali je osjetljivija na šum.
2. LLC rezonantni pretvarač
LLC rezonantni pretvarač vrsta je visokoučinkovitog DC-DC pretvarača koji se naširoko koristi u srednjem krugu PV pretvarača. LLC rezonantni pretvarač koristi rezonantnu mrežu (sastavljenu od induktora L i kondenzatora C) za postizanje mekog prebacivanja, što smanjuje prekidački gubitak i poboljšava učinkovitost pretvorbe.
Kontrola frekvencije: LLC rezonantni pretvarač obično usvaja metodu kontrole frekvencije, tj. za kontrolu izlaznog napona podešavanjem frekvencije prebacivanja. glavna zadaća DSP-a je ostvariti visokoprecizni algoritam upravljanja frekvencijom kako bi se osigurao stabilan rad rezonantnog pretvarača pod različitim uvjetima opterećenja.
Kontrola strujnog načina također se koristi u LLC rezonantnim pretvaračima za podešavanje frekvencije prebacivanja otkrivanjem rezonantne struje i usporedbom s referentnom vrijednošću. Ova se metoda može bolje nositi s promjenama opterećenja i poboljšati dinamički odziv sustava.
3. BUCK pretvarač
BUCK pretvarač je silazni DC-DC pretvarač, koji se obično koristi za regulaciju napona u PV sustavima. Njegov kontrolni algoritam uglavnom uključuje kontrolu naponskog načina rada i kontrolu strujnog načina rada.
Kontrola načina rada napona prilagođava radni ciklus PWM radi održavanja stabilnog izlaza otkrivanjem izlaznog napona i uspoređujući ga s postavljenom vrijednošću. Ova metoda je jednostavna za implementaciju, ali je odgovor na promjene ulaznog napona i opterećenja spor.
Kontrola strujnog načina prilagođava radni ciklus PWM detektira struju induktora i uspoređuje je sa zadanom vrijednošću. U usporedbi s regulacijom naponskog načina, regulacija strujnog načina može brže reagirati na promjene u ulaznom naponu i opterećenju, poboljšavajući dinamičke performanse sustava.
4. BOOST pretvarač
BOOST pretvarač je DC-DC pretvarač tipa pojačanja koji se koristi za podizanje niskog napona PV ćelije na istosmjerni napon koji je potreban pretvaraču. Njegov upravljački algoritam sličan je onom BUCK pretvarača i uglavnom se sastoji od upravljanja naponskim načinom rada i upravljanja strujnim načinom rada.
Kontrola načina rada napona prilagođava radni ciklus PWM radi održavanja stabilnog izlaza otkrivanjem izlaznog napona i usporedbom sa zadanom vrijednošću. Iako je realizacija jednostavna, brzina odziva je relativno mala.
Kontrola strujnog načina rada regulira radni ciklus PWM detektira struju induktora i uspoređuje je s postavljenom vrijednošću. Prednost leži u brzoj brzini odziva, koja se može bolje nositi s promjenama ulaznog napona i opterećenja.
5. Puni most s faznim pomakom (PSFB)
Pretvarač punog mosta s faznim pomakom (PSFB) vrlo je učinkovit DC-DC pretvarač koji se naširoko koristi u PV pretvaračima velike snage. Njegova glavna značajka je ostvariti meko prebacivanje i smanjiti gubitke pri prebacivanju kroz kontrolu faznog pomaka.
Kontrola faznog pomaka jezgra je PSFB pretvarača, koji kontrolira izlazni napon podešavanjem fazne razlike krakova mosta. DSP treba implementirati složene algoritme kontrole faznog pomaka kako bi osigurao da pretvarač radi stabilno pod različitim uvjetima opterećenja.
Kontrola strujnog načina također se može primijeniti na PSFB pretvarač za podešavanje kuta faznog pomaka otkrivanjem struje i usporedbom s postavljenom vrijednošću. Ovaj pristup poboljšava dinamički odziv i stabilnost sustava.
6. Kontrola pretvarača
Glavna funkcija pretvarača je pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu struju koja se isporučuje u mrežu ili opterećenje. Uobičajeni algoritmi za kontrolu pretvarača uključuju SPWM (sinusoidalnu pulsewidth modulation), SVPWM (Space Vector Pulse Width modulation) i kontrolu na više razina.
SPWM kontrola generira PWM valni oblik usporedbom sinusoidnog referentnog signala s visokofrekventnim nosećim signalom za pretvorbu istosmjerne u izmjeničnu struju. Zadatak DSP-a u ovome je generirati SPWM signal visoke preciznosti i prilagoditi ga u stvarnom vremenu.
SVPWM kontrola generira PWM signale metodom prostornog vektora. u usporedbi sa SPWM kontrolom, SVPWM može učinkovitije iskoristiti istosmjerni napon i poboljšati izlaznu učinkovitost pretvarača. DSP treba implementirati složeni SVPWM algoritam kako bi osigurao učinkovit i stabilan izlaz pretvarača.
Višerazinsko upravljanje se naširoko koristi u višerazinskim pretvaračima za postizanje većeg izlaznog napona i nižeg harmonijskog izobličenja kroz tehnike višerazinske modulacije. DSP treba koordinirati kontrolu više kaskadnih modula kako bi se osigurala ukupna izvedba i stabilnost sustava.
7. Važne tehnologije upravljačkih veza
Uz gore navedene osnovne regulacijske algoritme, neke važne tehnike regulacijske veze uključene su u razvoj DSP-a za PV pretvarače, kao što su ANPC regulacija, DPWM regulacija, slaba regulacija mreže i specifične tehnike eliminacije harmonika.
ANPC (Active Midpoint Clamping) kontrola je visoko učinkovita višerazinska tehnika upravljanja pretvaračem koja postiže viši izlazni napon i niže harmonijsko izobličenje putem aktivnih steznih elemenata. DSP treba implementirati ANPC algoritam kako bi osigurao učinkovit i stabilan rad sustava.
DPWM (Digitalna modulacija širine impulsa) kontrola ostvaruje PWM kontrolu putem digitalne obrade signala, u usporedbi s tradicionalnim analognim PWM-om, DPWM ima veću preciznost i stabilnost. DSP treba implementirati DPWM algoritam visoke preciznosti kako bi osigurao učinkovit rad pretvarača.
Slaba kontrola mreže: U okruženju slabe mreže, gdje napon mreže jako varira, fotonaponski pretvarač mora imati jaču sposobnost protiv smetnji, a DSP treba implementirati složene algoritme za kontrolu slabe mreže kako bi se osigurao stabilan rad sustava tijekom mreže. fluktuacije.
Navedena tehnologija eliminacije harmonika eliminira harmonijske komponente u izlaznom naponu kroz specifične algoritme za poboljšanje kvalitete napajanja. DSP treba implementirati preciznu harmonijsku analizu i algoritme za eliminaciju kako bi se osigurala čistoća izlaznog napona.