30kW 儲能逆變器控制算法設(shè)計概要

第)，通過Clark和Park變換可得 ， （3-1）根據(jù)輸入輸出功率平衡關(guān)系，可得Bus電壓模型為 （3-2） （3-3）3.2控制結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)對象模型，可設(shè)計得到逆變控制框圖如圖7所示。從圖中可以看出，Bus電壓環(huán)是外環(huán)，電壓控制器輸出作為內(nèi)環(huán)逆變電流環(huán)的參考電流。電流環(huán)采用了具有解耦的矢量控制策略，并且具有電網(wǎng)電壓前饋，可增強電流環(huán)的動態(tài)響應能力。同時，使用了矢量調(diào)制策略。整個系統(tǒng)構(gòu)成了矢量控制加矢量調(diào)制的控制結(jié)構(gòu)。圖3-2逆變器控制系統(tǒng)框圖4.整體控制結(jié)構(gòu)說明Bus電壓由逆變端和直流端共同控制。通過給INV和DCDC控制系統(tǒng)不同的Bus參考電壓，即可控制功率的流動方向。圖4-1充電時 （4-1）根據(jù)充放電指令，計算出交流電流的上下限，圖4-2交流電流充電指令計算此時，逆變端的Bus參考電壓比直流端高，由于的限制，逆變端充電電流被限值，逆變端電壓控制環(huán)處于飽和狀態(tài)。最終Bus電壓由DCDC控制在。放電時 （4-2）圖4-3交流電流放電指令計算此時，逆變端的Bus參考電壓比直流端低，由于的限制，逆變端充電電流被限值，逆變端電壓控制環(huán)處于飽和狀態(tài)。最終Bus電壓由DCDC控制在。5.時序設(shè)計5.1啟動/關(guān)閉時序啟動/關(guān)閉時序關(guān)系著系統(tǒng)的運行過程。此時序定義了系統(tǒng)從啟動到正常運行，再到關(guān)閉的過程。系統(tǒng)的工作時序即為軟件系統(tǒng)的狀態(tài)機。在原運行模式基礎(chǔ)上，設(shè)計出合理的狀態(tài)機有利于各功能的實現(xiàn)，有利于軟件結(jié)構(gòu)的組織、有利于程序的設(shè)計和閱讀。逆變器在運行過程中存在幾種狀態(tài)，即PowerOnMode，PreCheckMode，InvRunMode，F(xiàn)aultMode，ShutMode，BootloaderMode。表5-1狀態(tài)機任務(wù)分配列表系統(tǒng)工作模式分類系統(tǒng)各模式中執(zhí)行的功能PowerOnMode等待運行指令，并在接到運行指令后初始化參數(shù)電池電壓檢測，判斷是否達到啟動電壓范圍相序檢測ISO檢測GFCI檢測啟動方式判斷（DC/AC）故障處理PreChkMode從DC側(cè)啟動DC側(cè)軟起：Bus電壓軟起Relay檢測逆變檢測：開環(huán)電壓檢測從AC側(cè)啟動Relay檢測逆變檢測：Bus充電、開環(huán)電壓檢測AC側(cè)軟起：電池電壓軟起、電池黑啟動故障處理InvRunMode電池狀態(tài)處理、控制參數(shù)修改DCDC單雙路切換熱備份處理故障處理FaultMode故障判斷、故障消失后自動轉(zhuǎn)PowerOnMode模式ShutMode強制重啟處理BootMode復位芯片，進入Bootloader程序圖5-1狀態(tài)遷移圖逆變器開機后，進入自學習狀態(tài)。滿足條件后從自學習狀態(tài)進入PowerOn狀態(tài)。逆變器在PowerOn狀態(tài)下檢測后臺開機指令，在接收到開機指令后進入。檢測通過后進入PreChk狀態(tài)。具體檢測項目見前述4.1節(jié)。在PreChk狀態(tài)下，進行軟件開機檢測，包括BUS與Bat電容充電，逆變橋自檢，relay檢測與閉合，最終向外輸出能量，具體檢測項目見前述4.1節(jié)狀態(tài)機任務(wù)分配及PreChk流程圖，檢測完成后進入運行狀態(tài)。在運行狀態(tài)下監(jiān)測逆變器運行情況，響應相關(guān)指令和告警狀況。并進行相應處理。在PreChk和運行狀態(tài)下，如果接收到冷備指令，則進入PowerOn狀態(tài)。若在其他狀態(tài)下接收到冷備指令，則置冷備標志，在故障消失或者二次啟動后進入冷備狀態(tài)。在上述三種狀態(tài)下，若發(fā)生可恢復故障，則進入Fault狀態(tài)。若發(fā)生不可恢復故障，則進入ShutDown狀態(tài)。進入Fault狀態(tài)的逆變器，當相關(guān)告警消失后，自動進入PowerOn狀態(tài)進行二次開機。進入ShutDown狀態(tài)的逆變器，除非人為干預或者掉電，否則不會進行二次啟動。任何狀態(tài)下，當收到Boot指令時，都會置Boot標志，置Boot狀態(tài)，關(guān)機后進入Boot狀態(tài)。Boot完成后，自動進入PowerOn狀態(tài)重啟。軟件系統(tǒng)包含以下12各部分：表5-2軟件模塊文件分類表序號模塊名稱文件名1I2C通訊模塊I2C.c/I2C.h2RS485通訊模塊RS485.c/RS485.h3SCI通訊模塊SCI.c/SCI.h4TIMER定時模塊TIMER.c/TIMER.h5CAP捕獲模塊CAP.c/CAP.h6PWM模塊PWM.c/PWM.h7AD模擬數(shù)據(jù)處理和中斷模塊AD.c/AD.h8BiDirDCController控制模塊BiDirDCController.c/BiDirDCController.h9InvController逆變控制模塊InvController.c/InvController.h10PROTECT保護功能模塊PROTECT.c/PROTECT.h11SYSCTR系統(tǒng)控制模塊SYSCTR.c/SYSCTR.h12MAIN主程序模塊MAIN.c/SysDefine.h6，總結(jié)本文主要