【《直流微网系统实验平台构建及均流控制实验验证案例分析》2700字】

直流微网系统实验平台构建及均流控制实验验证案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u25191直流微网系统实验平台构建及均流控制实验验证案例分析 125551.1实验平台总体构成 188991.1.1实验平台硬件电路构成 1161461.1.2实验平台软件控制设计 5139881.2单台分布式电源下垂控制实验验证 6105271.3并联分布式电源均流控制实验验证 81.1实验平台总体构成实验平台硬件电路构成对本文所提的均流控制方法进行实验验证，实验平台的主电路拓扑如图4-1所示。其中，两台分布式电源主要由两台变频器MWINV-9R144构成，如图4-2所示，该变频器电路框图如图4-3所示，其主要用途如下：（1）逆变器及马达控制（2）交流安定化电源、CVCF电源（3）DC/DC、DC-AC转换器（4）其它电力转换装置本文所采用的分布式电源主要为DC/DC转换电路，故实验中将该平台按DC/DC转换器接线。如图4-4，分布式电源的主要硬件电路构成为：主电路DC/DC转换器、采样调理电路、DSP28335。图4-1实验平台主电路拓扑表4-1分布式电源主电路元器件参数参数参数值C1500μFL5.25mHC5μFR0.5ΩR20Ω图4-2变频器MWINV-9R144图4-3变频器MWINV-9R144电路框图图4-4单台分布式电源硬件电路构成图4-4主电路（即分布式电源）元器件的主要参数如表4-1所示，主电路开关管IGBT型号为7MBP50RJ120，其耐压1200V，耐流50A，开通延迟时间ton=1.2μs，关断延迟时间t图4-5采样调理电路对于电压采样，有：U1B=其中，Vactual为被采电压实际值，R0为电压传感器输入电阻，KN1对于电流采样，有：U1B=其中，Iactual为被采电流实际值，KN2同时，U1B为电压、电流传感器输出端电压，U1BO为采样调理电路输出端电压，即DSP的ADC口输入电压，实验中UIBO的电压范围为0~3V，U1BO=U1B+1.5V。此外，由于控制芯片的耐压等级低，因此在UIBO端加入双向二极管，用以保护控制芯片。实验平台控制板采用SEED-DEC28335进行控制，主控芯片为TMS320F28335，其ePWM模块输出两路互补PWM波作为开关管IGBT的两路开关信号，控制DC/DC电路输出端电容C1实验中对两台分布式电源进行均流控制实验验证时，根据图4-1、图4-4搭建的直流微网样机实物平台如图4-6所示：图4-6直流微网样机平台该实验平台硬件电路的上电顺序为：(1)首先将仿真器USB口与计算机USB口连接，识别仿真器驱动。(2)将仿真器JTAG口接上开发板。(3)接通DSP28335控制板供电电源。(4)运行DSP控制程序，输出GATE信号。(5)接通主电路供电电源。(6)停止运行时，首先断开主电路供电电源。(7)断开主电路供电电源后，由于电解电容器Cin(6)控制程序退出。实验平台软件控制设计中心控制器采用dsp28335控制芯片，实验控制主要参数如表4-2所示，实验中设置母线额定电压值为15V，控制器采样频率为10kHz。图4-7描述了控制的流程，其中图(a)是主程序对应的流程。系统启动时，首先将系统各外设及变量进行初始化，再通过AD采样采集分布式电源输出端电压、电流信息，控制器对采集的电压、电流信息进行处理后，再进行相应的控制。本文所提出的基于分布式一致性通信的均流控制方法具体控制流程如图(b)所示，其中线路阻抗测量流程在本文第2章的图2-13已做具体介绍，图(b)所展示的是已知线路阻抗并设定相应下垂系数后的均流及母线电压恢复控制流程。表4-2实验控制主要参数参数参数值采样频率f10kHz母线电压参考值U15V输入电压值V30V电压环PI值P=0.01,I=10电流环PI值P=0.05,I=5(a)主程序流程(b)控制程序流程图4-7主程序及控制程序流程1.2单台分布式电源下垂控制实验验证利用图4-6中的实验平台对传统的下垂控制法及其控制特性进行验证，该实验平台主电路拓扑如图4-1所示。基于该实验平台，本文首先对单台分布式电源进行下垂控制实验验证。设置单台分布式电源各参数如下：Rd1=1Ω，C1=5μF，Rl1=0.5Ω，RL=20Ω，U图4-8分布式电源输出电流及母线电压值（下垂系数为1）图4-9分布式电源输出电流及母线电压值（下垂系数为2）1.3并联分布式电源均流控制实验验证对直流微网两台并联分布式电源进行均流实验验证，分别设置两台分布式电源输出端至母线间线路阻抗Rl1=0.5Ω，Rl2=1Ω，输出端电容C1=5μF，对两台并联分布式电源采用传统下垂控制手段进行均流时，设置下垂系数Rd1=1.5Ω，Rd2=1.5Ω，实验结果如图4-11所示。可以看出，采用下垂控制后分布式电源的均流效果得到明显改善，然而由于下垂系数的存在，母线电压跌落至11.41V。加大下垂系数使得Rd1图4-10两台分布式电源输出电流及母线电压值（未进行下垂控制）图4-11两台分布式电源输出电流及母线电压值（下垂系数为1.5）图4-12两台分布式电源输出电流及母线电压值（下垂系数为2.5）根据图4-11及图4-12的两台分布式电源输出电流值，可由式(2-19)~(2-22)分别计算出两台分布式电源输出端至母线间线路阻抗值Rl1=0.4493Ω，Rl2=0.9984Ω，其中计算值与实际值误差分别为10.14%，0.16%。由于计算误差较大，因此可通过设置较大的下垂系