基于FPGA的光伏逆变系统数据采集自动化

【摘要】：基于Altera的现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)芯片Cyclone V,文章采用16位高精度、低成本的模数转换芯片AD7656,设计了单相光伏逆变系统的数据采集方案。该方案采集的电气参量包括光伏组件阵列输出的直流电压、直流电流,boost电路输出的直流电压,逆变输出的交流电压,逆变输出的交流电流和并网电流。利用高速硬件描述语言(very-high-speed integrated circuit hardware description language,VHDL)设计了新颖高效的串行外设接口(serial peripheral interface,SPI)控制器,通过FPGA与AD7656控制6路电气数据的同步采集。同时设计了独特的交互式JTAG-CTRL工具和集成电路IP软核模块。将采集顶层IP网表加载到FPGA控制板后,进行光伏逆变系统的自动化脚本配置和数据传输。该系统实现了单相光伏逆变器的数据采集、存储、控制和测试诊断自动化。实验结果表明,设计的采集系统具有较高的精度,电压电流的平均误差达到0.92%,而且在线测量系统工作稳定可靠。 【作者单位】： 东华大学机械工程学院;
【关键词】： 光伏系统 现场可编程门阵列 模/数转换器数据采集 串行外设接口控制器 JTAG-CTRL工具
【基金】：国家金太阳示范工程资助项目(财政部科技部国家能源局财建20090718047)
【分类号】：TM615;TP274.2
【正文快照】： 随着光伏技术的发展,光伏逆变系统向着大功率、高效率、体积小型化方向发展。为了提高逆变器控制效率和采集精度,设计和开发实时性强、运行稳定、操作简单、自动化程度高的光伏逆变采集系统是非常关键的。高速多通道数据采集系统从硬件实现的角度,可分为单片机与模/数转换器(a

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