1. تصحیح ضریب توان (PFC)
تصحیح ضریب توان (PFC) برای بهبود ضریب توان یک سیستم قدرت، کاهش توان راکتیو و بهبود راندمان استفاده از توان طراحی شده است. دو الگوریتم معمول PFC وجود دارد: کنترل حالت متوسط جریان و کنترل حالت اوج جریان.
کنترل حالت متوسط جریان، چرخه وظیفه PWM را برای اهداف اصلاحی با تشخیص مقدار متوسط جریان ورودی و مقایسه آن با مقدار مرجع تنظیم می کند. این روش می تواند به طور موثر اجزای هارمونیک جریان را کاهش دهد و کیفیت جریان ورودی را بهبود بخشد.
از طرف دیگر، کنترل حالت پیک جریان، چرخه وظیفه PWM را با تشخیص مقدار پیک جریان و مقایسه آن با مقدار مرجع تنظیم می کند. در مقایسه با کنترل حالت متوسط جریان، کنترل حالت پیک جریان زمان پاسخگویی سریع تری دارد اما نسبت به نویز حساس تر است.
2. مبدل رزونانس LLC
مبدل تشدید LLC نوعی مبدل DC-DC با راندمان بالا است که به طور گسترده در مدار میانی اینورتر PV استفاده می شود. مبدل تشدید LLC از شبکه تشدید (متشکل از سلف L و خازن C) برای تحقق سوئیچینگ نرم استفاده می کند که باعث کاهش می شود. از دست دادن سوئیچینگ و بهبود راندمان تبدیل.
کنترل فرکانس: مبدل رزونانس LLC معمولاً روش کنترل فرکانس را اتخاذ می کند، به عنوان مثال، ولتاژ خروجی را با تنظیم فرکانس سوئیچینگ کنترل می کند. وظیفه اصلی DSP تحقق الگوریتم کنترل فرکانس با دقت بالا برای اطمینان از عملکرد پایدار مبدل تشدید تحت شرایط بار مختلف است.
کنترل حالت جریان نیز در مبدل های تشدید LLC برای تنظیم فرکانس سوئیچینگ با تشخیص جریان تشدید و مقایسه آن با یک مقدار مرجع استفاده می شود. این روش می تواند بهتر با تغییرات بار مقابله کند و پاسخ دینامیکی سیستم را بهبود بخشد.
3. مبدل BUCK
مبدل BUCK یک مبدل گام به گام DC-DC است که معمولاً برای تنظیم ولتاژ در سیستم های PV استفاده می شود. الگوریتم کنترل آن عمدتاً شامل کنترل حالت ولتاژ و کنترل حالت جریان است.
کنترل حالت ولتاژ، چرخه وظیفه PWM را تنظیم می کند تا با تشخیص ولتاژ خروجی و مقایسه آن با مقدار تنظیم شده، خروجی پایداری را حفظ کند. اجرای این روش ساده است، اما پاسخ به تغییرات ولتاژ ورودی و بار کند است.
کنترل حالت جریان، چرخه وظیفه PWM را با تشخیص جریان سلف و مقایسه آن با مقدار تنظیم شده تنظیم می کند. در مقایسه با کنترل حالت ولتاژ، کنترل حالت جریان می تواند سریعتر به تغییرات ولتاژ ورودی و بار پاسخ دهد و عملکرد دینامیکی سیستم را بهبود بخشد.
4. مبدل BOOST
مبدل BOOST یک مبدل DC-DC نوع تقویت کننده است که برای افزایش ولتاژ پایین سلول PV به ولتاژ DC مورد نیاز اینورتر استفاده می شود. الگوریتم کنترل آن شبیه به مبدل BUCK است و عمدتاً شامل کنترل حالت ولتاژ و کنترل حالت جریان است.
کنترل حالت ولتاژ، چرخه وظیفه PWM را برای حفظ خروجی پایدار با تشخیص ولتاژ خروجی و مقایسه آن با مقدار تنظیم شده تنظیم می کند. اگرچه درک ساده است، اما سرعت پاسخگویی نسبتاً کند است.
کنترل حالت جریان سیکل وظیفه PWM را با تشخیص جریان سلف و مقایسه آن با مقدار تنظیم شده تنظیم می کند. مزیت در سرعت پاسخگویی سریع است که می تواند بهتر با تغییرات ولتاژ ورودی و بار مقابله کند.
5. پل کامل تغییر فاز (PSFB)
مبدل پل کامل شیفت فاز (PSFB) یک مبدل DC-DC بسیار کارآمد است که به طور گسترده در اینورترهای PV با قدرت بالا استفاده می شود. ویژگی اصلی آن تحقق سوئیچینگ نرم و کاهش تلفات سوئیچینگ از طریق کنترل تغییر فاز است.
کنترل تغییر فاز هسته مبدل PSFB است که ولتاژ خروجی را با تنظیم اختلاف فاز بازوهای پل کنترل می‌کند.
کنترل حالت جریان را می توان روی مبدل PSFB اعمال کرد تا با تشخیص جریان و مقایسه آن با مقدار تنظیم شده، زاویه تغییر فاز را تنظیم کند. این رویکرد پاسخ دینامیکی و پایداری سیستم را بهبود می بخشد.
6. کنترل اینورتر
وظیفه اصلی یک اینورتر تبدیل برق DC به برق AC برای تامین به شبکه یا بار است. الگوریتم های رایج کنترل اینورتر شامل SPWM (مدولاسیون عرض پالس سینوسی)، SVPWM (مدولاسیون عرض پالس بردار فضایی) و کنترل چندسطحی است.
کنترل SPWM یک شکل موج PWM را با مقایسه یک سیگنال مرجع سینوسی با یک سیگنال حامل فرکانس بالا برای تبدیل DC به AC تولید می کند. وظیفه DSP در این زمینه تولید یک سیگنال SPWM با دقت بالا و تنظیم آن در زمان واقعی است.
کنترل SVPWM سیگنال های PWM را با روش برداری فضا تولید می کند. در مقایسه با کنترل SPWM، SVPWM می تواند از ولتاژ DC به طور موثرتری استفاده کند و بازده خروجی اینورتر را بهبود بخشد. DSP نیاز به پیاده سازی الگوریتم پیچیده SVPWM برای اطمینان از خروجی اینورتر کارآمد و پایدار دارد.
کنترل چند سطحی به طور گسترده در اینورترهای چند سطحی برای دستیابی به ولتاژ خروجی بالاتر و اعوجاج هارمونیک کمتر از طریق تکنیک های مدولاسیون چند سطحی استفاده می شود. DSP نیاز به هماهنگی کنترل چندین ماژول آبشاری برای اطمینان از عملکرد کلی و پایداری سیستم دارد.
7. فن آوری های لینک کنترل مهم
علاوه بر الگوریتم‌های کنترل اساسی فوق، برخی از تکنیک‌های پیوند کنترلی مهم در توسعه DSP برای اینورترهای PV، مانند کنترل ANPC، کنترل DPWM، کنترل شبکه ضعیف و تکنیک‌های حذف هارمونیک مشخص دخیل هستند.
کنترل ANPC (Active Midpoint Clamping) یک تکنیک کنترل اینورتر چند سطحی بسیار کارآمد است که ولتاژ خروجی بالاتر و اعوجاج هارمونیک کمتری را از طریق عناصر گیره فعال به دست می آورد. DSP برای اطمینان از عملکرد کارآمد و پایدار سیستم باید الگوریتم ANPC را پیاده سازی کند.
کنترل DPWM (Digital Pulse Width Modulation) کنترل PWM را از طریق پردازش سیگنال دیجیتال در مقایسه با PWM آنالوگ سنتی انجام می دهد، DPWM دقت و پایداری بالاتری دارد. DSP نیاز به پیاده سازی الگوریتم DPWM با دقت بالا برای اطمینان از عملکرد کارآمد اینورتر دارد.
کنترل شبکه ضعیف: در یک محیط شبکه ضعیف، که در آن ولتاژ شبکه نوسانات زیادی دارد، اینورتر PV باید قابلیت ضد تداخل قوی تری داشته باشد و DSP نیاز به پیاده سازی الگوریتم های پیچیده کنترل شبکه ضعیف برای اطمینان از عملکرد پایدار سیستم در طول شبکه دارد. نوسانات
فناوری حذف هارمونیک مشخص، اجزای هارمونیک در ولتاژ خروجی را از طریق الگوریتم‌های خاص حذف می‌کند تا کیفیت توان را بهبود بخشد. DSP برای اطمینان از خلوص ولتاژ خروجی نیاز به پیاده سازی الگوریتم های تجزیه هارمونیک و حذف دقیق دارد.