光伏并网逆变器的电流锁相改进方案及实现
3．2 锁相算法
锁相算法需在电网电压每次过零时执行一次，图3示出锁相算法流程图。在确定θ0后需算出每个PWM周期的角度增量△θ，而△θ由每个正弦波周期内的PWM脉冲个数n决定，△θ=360°／n。由于PWM周期(由开关频率决定)是固定值，当f恒定时(50 Hz)，n也为定值。但f波动或现实中各种干扰会引起PWM脉冲假跳变，所以n值是波动的。因此锁相算法的核心是根据前一个(或前面多个)正弦波周期内的n值来调整后一周期的△θ，从而准确算出任意时刻的θ。如果不加调整或调整不当，均会导致锁相失败。
为保证锁相稳定可靠，要进行初次锁相和预锁相，此时算出的θ不参与电流控制程序，即不发控制脉冲。直至预锁相100次时才认为可正常锁相，θ才可用于控制。可见预锁相具有均值滤波的效果。
此处采用带遗忘的累加算法来根据前次周期的n值计算后次周期的n值。遗忘算法公式为：
n=0．9nlast+0．1npl，nlast=n (2)
式中：n，npl，nlast分别为该周期用于计算、该周期实际计数得到、上周期用于计算的PWM脉冲个数。
由式(2)可见，前面周期确定了的n值对后面周期的n值影响很大，很好地起到了滤除干扰的作用。而随着时间的推移，越往前的周期对后面周期的影响越来越小(即产生“遗忘”)，这与实际情况相符。之所以有权重的差别是因为前一次的值已经经过多次滤波，所以更真实，而此次的值极可能有干扰，而常规的加权平均算法没有考虑权重，只是简单地求两次的平均值。相比之下，显然遗忘算法有优良的自适应性，甚至具有PI调节的效果，可有效抑制运行时的突变状况。
4 电流控制系统的数字化实现
4．1 系统硬件电路设计
图4示出电流控制系统硬件电路结构框图。在主电路中，阻感负载采用三相电抗器串联可调变阻器。由于仅讨论电流环的设计，此处用单相二极管整流桥代替光伏极板及DC／DC电路，作为逆变器的输入直流电压源。继电器K1，K2用来控制系统上电：K1吸合，K2断开，充电电阻(可抑制充电电流)串入电路，直流电容稳定充电。当直流电压稳定后吸合K2，短路充电电阻，以减小电路损耗。DSP检测到K1，K2都吸合的信号后控制接触器吸合，使逆变器并网。逆变器与电网断开时，K2通过放电电阻给它提供放电回路。控制电路以MC56F8345 DSP为核心，驱动电路采用M57962L。若采用硬件锁相，则图4中交流电压采样电路后端还应加入比较电路，共同组成电网电压过零信号检测电路，以得到与电网电压同步的方波信号。
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