基于DSP與FPGA的雙饋式風(fēng)電變流器控制系統(tǒng)

整個算法采用頂層文件設(shè)計方式，使用Verilog HDL語言編寫。通過A／D控制模塊控制ADS8364芯片進行采樣，采樣得到的電壓、電流分別進入Clarke變換模塊和三相鎖相環(huán)模塊。DSP通過PI調(diào)節(jié)器輸出的ud，uq，經(jīng)過Park變換后得到uα，uβ，并送入SVPWM模塊，進行扇區(qū)判斷與矢量作用時間計算。由于調(diào)制過程可能出現(xiàn)過調(diào)制現(xiàn)象導(dǎo)致輸出電壓波形出現(xiàn)失真，因此加入采用比例縮小算法的過調(diào)制模塊，信號經(jīng)過調(diào)制后即可進入比較模塊與三角波進行比較輸出PWM波形，為防止上、下橋臂出現(xiàn)直通，加入死區(qū)控制模塊，死區(qū)時間由DSP控制；PWM脈沖分配模塊設(shè)置了死區(qū)時間的PWM輸出與保護信號進行邏輯計算，保證在出現(xiàn)故障及過流時能及時封鎖脈沖，保護逆變器。

6 實驗驗證
2 MW雙饋變流器應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，交流電網(wǎng)電壓等級為690 V，額定中間直流電壓為1．1 kV，網(wǎng)側(cè)變流器額定容量670 kVA，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器額定容量960 kVA。圖7示出直流電壓Udr；電網(wǎng)電壓、電流ug，ig；定子電流、電壓is，us實驗波形。

測試了滿載時的電流諧波畸變率(THD)，此時發(fā)電機轉(zhuǎn)速1755 r·min-1，系統(tǒng)功率達2 150 kW，轉(zhuǎn)矩T=11 698 N·m，三相電流中最大的THD=2．94％，小于國標的5％。
圖7a為定子并網(wǎng)后的波形，可見，并網(wǎng)后定子電流正弦度很高，說明該系統(tǒng)具有良好的并網(wǎng)特性，且并網(wǎng)對電網(wǎng)沖擊??；由圖7b可見，發(fā)電機轉(zhuǎn)速為1 200 r·min-1，功率為200 kW，此時發(fā)電機處于亞同步運行狀態(tài)，可見該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)特性；圖7c顯示了變流器在超同步狀態(tài)下，即1755 r·min-1時網(wǎng)側(cè)輸出感性無功功率，無功電流達到580 A，功率因數(shù)為0．949。

7 結(jié)論
通過自主研發(fā)的2 MW雙饋式變流器控制系統(tǒng)獲得了良好的并網(wǎng)波形以及穩(wěn)態(tài)后的電壓和電流波形，證實了網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制策略的可行性。目前該系統(tǒng)已經(jīng)完成了整機測試，并在風(fēng)場進行了試運行，受到一致好評。