基于uCOS-Ⅱ的三相光伏并網(wǎng)逆變器實時控制研究

【摘要】：在能源危機日益臨近的大背景之下,以化石能源為主體的能源結(jié)構(gòu)亟待變革,發(fā)展新能源勢在必行,而太陽能則是一項重要選擇。從經(jīng)濟角度來講,中國已然成為了最重要的光伏市場之一,雖然曾經(jīng)鬧過反傾銷風(fēng)波,但是中國政府對光伏行業(yè)的支持是一如既往的。所以,無論是為了人類社會的可持續(xù)發(fā)展還是為了經(jīng)濟效益,都應(yīng)該大力推進光伏技術(shù)的研究。 本文的研究對象是一臺三相光伏并網(wǎng)逆變器,建立了其在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上制定了前饋解耦雙閉環(huán)控制策略。詳細闡述了控制系統(tǒng)中兩個最重要的模塊——空間矢量脈寬調(diào)制模塊和鎖相環(huán),前者重在編碼實現(xiàn),后者重在原理分析,并且進行了仿真驗證。 選擇基于實時操作系統(tǒng)內(nèi)核uCOS-II進行應(yīng)用程序開發(fā),首先在主控芯片TMS320f2812上成功移植了uCOS-II,并且設(shè)計實驗檢驗了移植的正確性。在移植過程中很好地解決了SP調(diào)整這一關(guān)鍵問題。 基于uCOS-II進行整套光伏并網(wǎng)嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā),將實時性要求極高的并網(wǎng)計算納入中斷服務(wù)程序中,將其他實時性要求不太高的功能合理地包裝成若干任務(wù)。分析了系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)流程和一個并網(wǎng)計算周期內(nèi)的時序。 在硬件平臺上運行光伏并網(wǎng)嵌入式操作系統(tǒng),實驗結(jié)果表明系統(tǒng)能很好地實現(xiàn)電網(wǎng)電壓相位捕獲、空間矢量脈寬調(diào)制、單位功率因數(shù)運行和任務(wù)調(diào)度等功能,證明了uCOS-II的可靠性和并網(wǎng)算法的正確性。 【關(guān)鍵詞】：光伏 uCOS-Ⅱ 并網(wǎng)計算 任務(wù)調(diào)度
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題研究的背景及意義11-13
• 1.1.1 能源危機11
• 1.1.2 光伏發(fā)電在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r11-13
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類13-14
• 1.2.1 獨立式光伏發(fā)電系統(tǒng)13
• 1.2.2 并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)13-14
• 1.3 選擇uCOS-Ⅱ14-15
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 并網(wǎng)控制方法和關(guān)鍵算法的研究16-26
• 2.1 并網(wǎng)控制方法16-19
• 2.2 SVPWM的編程實現(xiàn)19-22
• 2.3 鎖相環(huán)22-25
• 2.3.1 鎖相基本原理23-24
• 2.3.2 鎖相環(huán)仿真24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 uCOS-Ⅱ在TMS320f2812上的移植26-40
• 3.1 uCOS-Ⅱ概貌26-29
• 3.1.1 uCOS-Ⅱ的基本特征26
• 3.1.2 uCOS-Ⅱ的多任務(wù)調(diào)度26-27
• 3.1.3 內(nèi)核的可剝奪性與實時性的關(guān)系27-28
• 3.1.4 基于uCOS-Ⅱ的軟硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)28-29
• 3.2 uCOS-Ⅱ移植的基本配置29-30
• 3.2.1 移植平臺配置29
• 3.2.2 棧配置29
• 3.2.3 臨界段處理函數(shù)定義29-30
• 3.2.4 時鐘節(jié)拍配置30
• 3.3 移植目錄30-31
• 3.3.1 移植目錄30-31
• 3.3.2 對文件UCOS_Ⅱ.C的處理31
• 3.4 四個必須匯編函數(shù)的編碼31-34
• 3.4.1 OSCtxSw()31-32
• 3.4.2 OSIntCtxSw()32-33
• 3.4.3 OSStartHighReady()33
• 3.4.4 OSTickISR()33-34
• 3.5 上下文切換的實現(xiàn)34-36
• 3.5.1 任務(wù)級上下文切換的實現(xiàn)34
• 3.5.2 中斷級任務(wù)切換的實現(xiàn)34-35
• 3.5.3 SP調(diào)整35-36
• 3.6 移植檢驗36-39
• 3.6.1 檢驗方法的設(shè)計36-37
• 3.6.2 代碼設(shè)計37-38
• 3.6.3 實驗結(jié)果和結(jié)論38-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于uCOS-Ⅱ的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計40-59
• 4.1 任務(wù)40
• 4.1.1 任務(wù)的基本屬性40
• 4.1.2 任務(wù)劃分的基本原則40
• 4.2 硬件電路設(shè)計及boot40-43
• 4.2.1 AD采樣電路設(shè)計40-42
• 4.2.2 CAN通信電路的設(shè)計42
• 4.2.3 boot設(shè)計42-43
• 4.3 任務(wù)和中斷的劃分43-45
• 4.4 main()函數(shù)和啟動任務(wù)TaskStart的設(shè)計45-46
• 4.5 TaskPLL的設(shè)計46-48
• 4.5.1 TaskPLL的設(shè)計46-47
• 4.5.2 AD采樣校正47-48
• 4.6 TaskCAN的設(shè)計48-50
• 4.7 TaskFaultDetect的設(shè)計50-51
• 4.8 TaskLED的設(shè)計51
• 4.9 T1UFINT的設(shè)計51-52
• 4.10 T2PINT的設(shè)計52
• 4.11 系統(tǒng)實時性分析52-56
• 4.11.1 系統(tǒng)運轉(zhuǎn)流程分析52-53
• 4.11.2 系統(tǒng)運行時序分析53-55
• 4.11.3 多任務(wù)可調(diào)度性分析55-56
• 4.12 main.c文件代碼設(shè)計56-58
• 4.13 本章小節(jié)58-59
• 第5章 并網(wǎng)測試59-64
• 5.1 實驗平臺參數(shù)59
• 5.2 關(guān)鍵算法檢驗59-60
• 5.2.1 SVPWM算法檢驗59-60
• 5.2.2 鎖相環(huán)算法檢驗60
• 5.3 并網(wǎng)測試實驗60-62
• 5.4 本章小節(jié)62-64
• 結(jié)論64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況69

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