基于DSP28335的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計
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1．2 基于DSP28335的控制系統(tǒng)
本文控制系統(tǒng)以TMS320F28335型DSP為核心，TMS320F28335型數(shù)字信號處理器是TI公司推出的一款TMS320C28X系列浮點DSP控制器。與定點DSP相比，28335型DSP在降低成本減小功耗的同時提高了系統(tǒng)的總體性能，增加了外設(shè)的集成度以及數(shù)據(jù)域程序的存儲量使A／D轉(zhuǎn)換更加精確與快速。TMS320F28335采用高性能的靜態(tài)CMOS技術(shù)主頻可達(dá)150 MHz，同時有多達(dá)18路的PWM輸出，12位16通道ADC，可實時快速完成雙向AC／DC變換器的采樣、控制和計算等要求。32位浮點處理單元和哈佛流水線總線結(jié)構(gòu)，能夠快速執(zhí)行中斷響應(yīng)，較高的數(shù)據(jù)處理精度可以使用戶快速編寫控制算法從而縮短了開發(fā)周期，降低軟件開發(fā)的復(fù)雜程度。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/175961.htm
基于TMS320F28335DSP的控制系統(tǒng)框圖如圖4所示控制系統(tǒng)包括DSP芯片、輔助電路、檢測電路、PWM控制電路和通信接口電路?？刂破魍ㄟ^實時檢測太陽能電池輸出端電壓電流、風(fēng)機(jī)整流后輸出電壓電流、蓄電池端電壓與溫度的變化來實現(xiàn)對整個風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控，并通過PWM控制電路適時調(diào)節(jié)前級DC／DC電路中MOS管的導(dǎo)通時序使太陽能電池和風(fēng)機(jī)發(fā)出的不穩(wěn)定能源變?yōu)榭晒┛刂乒芾淼哪茉葱问剑崿F(xiàn)風(fēng)機(jī)與太陽能最大功率的輸出。基于DSP28335的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制系統(tǒng)如圖4所示。
2 系統(tǒng)最大功率跟蹤
由于風(fēng)機(jī)和太陽能電池的功率輸出曲線都具有非線性的特征，而且容易受外界環(huán)境和用電負(fù)荷的影響。因此，要提高風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的電能利用率，就需要控制系統(tǒng)不斷的調(diào)整風(fēng)機(jī)與太陽能板的功率輸出點，使系統(tǒng)功率輸出始終保持在最大功率點近。功率跟蹤實質(zhì)是對系統(tǒng)功率不斷檢測與調(diào)整的過程，通過對特定參數(shù)的檢測與調(diào)節(jié)，使風(fēng)機(jī)和太陽能電池實觀最大功率的輸出。文中采用了改進(jìn)擾動法的最大功率跟蹤策略，其既保留了傳統(tǒng)擾動法硬件電路結(jié)構(gòu)簡單且容易實現(xiàn)的優(yōu)點同時可以有效的提高跟蹤精度減少系統(tǒng)振蕩。改進(jìn)擾動法最大功率跟蹤具體的算法思想是將固定步長的跟蹤變?yōu)榭勺儾介L的跟蹤，通過對太陽能與風(fēng)機(jī)整流后輸出電壓和電流的采集，計算得到此時的輸出功率P(t)，然后對輸出電壓施加一個正向的擾動，計算得出施加擾動后的輸出功率P(t+1)，然后對輸出功率P(t)、P(t+1)做比較，若P(t+1)>P(t)，則說明施加的擾動方向是正確，可以按此擾動方向繼續(xù)追蹤最大功率點；若P(t)>P(t+1)，則說明施加的擾動方向是錯誤，需要改變擾動的方向。改進(jìn)擾動法最大功率跟蹤的流程圖如圖5所示。
控制流程圖中d為輸出PWM波形的占空比，△d為占空比擾動量，§為允許的誤差范圍值。通過對施加擾動前后電壓的采集與功率的計算判斷最大功率跟蹤的方向是否正確，然后進(jìn)行下一次的采集、計算和判斷，如此循環(huán)直到找到最大功率點。系統(tǒng)最大功率的跟蹤，就是通過不斷地采集、計算和判斷進(jìn)行自尋優(yōu)的一個過程。在開始時采用較大的步長跟蹤，隨著工作點不斷的接近系統(tǒng)最大功率點，則逐漸地減小擾動步長直到跟蹤到系統(tǒng)的最大功率點。采用變步長的擾動跟蹤，可以使系統(tǒng)在較短的時間內(nèi)追蹤到最大功率點；同時在功率變化較小時采用小步長擾動跟蹤，可以降低系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差保證最大功率跟蹤的跟蹤速度與跟蹤精度。
3 仿真分析
本文應(yīng)用PSCAD電力系統(tǒng)仿真軟件建立了永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏電池的仿真模型并構(gòu)建了基于改進(jìn)擾動觀察法的小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤的仿真模型，如圖6～8所示。
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