1. Effektfaktorkorrektion (PFC)
Power Factor Correction (PFC) er designet til at forbedre effektfaktoren i et strømsystem, reducere reaktiv effekt og forbedre effektiviteten af strømudnyttelsen. Der er to almindelige PFC-algoritmer: gennemsnitlig strømtilstandskontrol og spidsstrømstilstandskontrol.
Gennemsnitlig strømtilstandskontrol justerer PWM-driftscyklussen til korrektionsformål ved at detektere gennemsnitsværdien af indgangsstrømmen og sammenligne den med en referenceværdi. Denne metode kan effektivt reducere strømmens harmoniske komponenter og forbedre kvaliteten af indgangsstrømmen.
Spidsstrømstilstandskontrol justerer på den anden side PWM-driftscyklussen ved at detektere spidsværdien af strømmen og sammenligne den med referenceværdien. Sammenlignet med gennemsnitlig strømtilstandskontrol har spidsstrømstilstandskontrol en hurtigere responstid, men er mere følsom over for støj.
2. LLC resonanskonverter
LLC resonant konverter er en slags højeffektiv DC-DC konverter, som er meget udbredt i mellemkredsløbet af PV inverter.LLC resonant konverter bruger resonansnetværket (bestående af induktor L og kondensator C) til at realisere blød switching, hvilket reducerer koblingstab og forbedrer konverteringseffektiviteten.
Frekvenskontrol: LLC resonanskonverter anvender normalt metoden til frekvensstyring, dvs. at styre udgangsspændingen ved at justere omskiftningsfrekvensen. DSP's hovedopgave er at realisere højpræcisionsfrekvensstyringsalgoritmen for at sikre en stabil drift af resonansomformeren under forskellige belastningsforhold.
Strømtilstandsstyring bruges også i LLC-resonanskonvertere til at justere koblingsfrekvensen ved at detektere resonansstrømmen og sammenligne den med en referenceværdi. Denne metode kan bedre klare belastningsændringer og forbedre systemets dynamiske respons.
3. BUCK-konverter
BUCK-konverter er en step-down DC-DC-konverter, som almindeligvis bruges til spændingsregulering i PV-systemer. Dens kontrolalgoritme omfatter hovedsageligt spændingstilstandskontrol og strømtilstandskontrol.
Spændingstilstandskontrol justerer PWM-driftscyklussen for at opretholde et stabilt output ved at detektere udgangsspændingen og sammenligne den med den indstillede værdi. Denne metode er enkel at implementere, men reaktionen på ændringer i indgangsspænding og belastning er langsom.
Strømtilstandskontrol justerer PWM-driftscyklussen ved at detektere induktorstrømmen og sammenligne den med en indstillet værdi. Sammenlignet med spændingstilstandskontrol kan strømtilstandsstyring reagere hurtigere på ændringer i indgangsspænding og belastning, hvilket forbedrer systemets dynamiske ydeevne.
4. BOOST-konverter
BOOST-konverter er en DC-DC-omformer af boost-type, der bruges til at hæve PV-cellens lave spænding til den DC-spænding, som kræves af inverteren. Dens kontrolalgoritme svarer til BUCK-konverterens og består hovedsageligt af spændingstilstandsstyring og strømtilstandsstyring.
Spændingstilstandskontrol justerer PWM-driftscyklussen for at opretholde et stabilt output ved at detektere udgangsspændingen og sammenligne den med en indstillet værdi. Selvom realiseringen er enkel, er reaktionshastigheden relativt langsom.
Strømtilstandskontrol regulerer PWM-driftscyklussen ved at detektere induktorstrømmen og sammenligne den med den indstillede værdi. Fordelen ligger i den hurtige responshastighed, som bedre kan klare ændringerne i indgangsspænding og belastning.
5. Faseskift fuld bro (PSFB)
Phase shift full bridge (PSFB)-konverteren er en højeffektiv DC-DC-konverter, der er meget udbredt i højeffekt PV-invertere. Dens hovedfunktion er at realisere blød kobling og reducere koblingstab gennem faseskiftkontrol.
Faseskiftkontrol er kernen i PSFB-konverteren, som styrer udgangsspændingen ved at justere faseforskellen på broarmene. DSP'en skal implementere komplekse faseskiftstyringsalgoritmer for at sikre, at konverteren fungerer stabilt under forskellige belastningsforhold.
Strømtilstandskontrol kan også anvendes på PSFB-konverteren for at justere faseforskydningsvinklen ved at detektere strømmen og sammenligne den med en indstillet værdi. Denne tilgang forbedrer systemets dynamiske respons og stabilitet.
6. Inverterstyring
Hovedfunktionen af en inverter er at konvertere jævnstrøm til vekselstrøm, der skal leveres til nettet eller belastningen. Almindelige inverterkontrolalgoritmer inkluderer SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation), SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation) og multilevel-kontrol.
SPWM-styring genererer en PWM-bølgeform ved at sammenligne et sinusformet referencesignal med et højfrekvent bæresignal for DC til AC-konvertering. DSP'ens opgave i dette er at generere et SPWM-signal med høj præcision og justere det i realtid.
SVPWM-styring genererer PWM-signaler ved hjælp af rumvektormetoden. sammenlignet med SPWM-styring kan SVPWM udnytte DC-spændingen mere effektivt og forbedre inverterens outputeffektivitet. DSP'en skal implementere den komplekse SVPWM-algoritme for at sikre et effektivt og stabilt inverteroutput.
Multilevel-kontrol bruges i vid udstrækning i multilevel-invertere for at opnå højere udgangsspænding og lavere harmonisk forvrængning gennem multilevel-modulationsteknikker. DSP'en skal koordinere styringen af flere kaskademoduler for at sikre systemets overordnede ydeevne og stabilitet.
7. Vigtige kontrollinkteknologier
Ud over de ovennævnte grundlæggende kontrolalgoritmer er nogle vigtige kontrollinkteknikker involveret i udviklingen af DSP til PV-invertere, såsom ANPC-styring, DPWM-styring, svag netkontrol og specificerede harmoniske elimineringsteknikker.
ANPC (Active Midpoint Clamping)-styring er en højeffektiv multi-level inverter-kontrolteknik, der opnår højere udgangsspænding og lavere harmonisk forvrængning gennem aktive klemmeelementer. DSP'en skal implementere ANPC-algoritmen for at sikre en effektiv og stabil drift af systemet.
DPWM (Digital Pulse Width Modulation) kontrol realiserer PWM kontrol gennem digital signalbehandling, sammenlignet med den traditionelle analoge PWM, DPWM har højere præcision og stabilitet. DSP'en skal implementere DPWM-algoritmen med høj præcision for at sikre en effektiv drift af inverteren.
Svag netkontrol: I et svagt net-miljø, hvor netspændingen svinger meget, skal PV-inverteren have en stærkere anti-interferensevne, og DSP'en skal implementere komplekse svage netkontrolalgoritmer for at sikre stabil drift af systemet under nettet udsving.
Specificeret harmonisk elimineringsteknologi eliminerer harmoniske komponenter i udgangsspændingen gennem specifikke algoritmer for at forbedre strømkvaliteten. DSP'en skal implementere præcise harmoniske analyse- og elimineringsalgoritmer for at sikre renheden af udgangsspændingen.