1. การแก้ไขตัวประกอบกำลัง (PFC)
การแก้ไขตัวประกอบกำลัง (PFC) ได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงตัวประกอบกำลังของระบบไฟฟ้า ลดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ และปรับปรุงประสิทธิภาพของการใช้พลังงาน มีอัลกอริธึม PFC ทั่วไปสองแบบ: การควบคุมโหมดกระแสเฉลี่ยและการควบคุมโหมดกระแสสูงสุด
การควบคุมโหมดกระแสเฉลี่ยจะปรับรอบหน้าที่ของ PWM เพื่อวัตถุประสงค์ในการแก้ไขโดยการตรวจจับค่าเฉลี่ยของกระแสอินพุตและเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิง วิธีนี้สามารถลดส่วนประกอบฮาร์มอนิกของกระแสได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงคุณภาพของกระแสอินพุต
ในทางกลับกัน การควบคุมโหมดกระแสสูงสุดจะปรับรอบการทำงานของ PWM โดยการตรวจจับค่าสูงสุดของกระแสแล้วเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิง เมื่อเปรียบเทียบกับการควบคุมโหมดกระแสโดยเฉลี่ย การควบคุมโหมดกระแสสูงสุดมีเวลาตอบสนองที่เร็วกว่า แต่มีความไวต่อสัญญาณรบกวนมากกว่า
2. ตัวแปลงเรโซแนนซ์ LLC
ตัวแปลงเรโซแนนซ์ LLC เป็นตัวแปลง DC-DC ประสิทธิภาพสูงชนิดหนึ่ง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรระดับกลางของอินเวอร์เตอร์ PV ตัวแปลงเรโซแนนซ์ LLC ใช้เครือข่ายเรโซแนนซ์ (ประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำ L และตัวเก็บประจุ C) เพื่อให้เกิดการสลับแบบนุ่มนวล ซึ่งช่วยลด การสูญเสียการสลับและปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลง
การควบคุมความถี่: ตัวแปลงเรโซแนนซ์ LLC มักจะใช้วิธีการควบคุมความถี่ เช่น เพื่อควบคุมแรงดันเอาต์พุตโดยการปรับความถี่การสลับ ภารกิจหลักของ DSP คือการตระหนักถึงอัลกอริธึมการควบคุมความถี่ที่มีความแม่นยำสูงเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่เสถียรของตัวแปลงเรโซแนนซ์ภายใต้สภาวะโหลดที่แตกต่างกัน
การควบคุมโหมดปัจจุบันยังใช้ในตัวแปลงเรโซแนนซ์ LLC เพื่อปรับความถี่การสลับโดยการตรวจจับกระแสเรโซแนนซ์และเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิง วิธีนี้สามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงโหลดได้ดีขึ้น และปรับปรุงการตอบสนองแบบไดนามิกของระบบ
3. ตัวแปลงบั๊ก
ตัวแปลง BUCK เป็นตัวแปลง DC-DC แบบสเต็ปดาวน์ ซึ่งมักใช้สำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในระบบ PV อัลกอริธึมการควบคุมส่วนใหญ่ประกอบด้วยการควบคุมโหมดแรงดันไฟฟ้าและการควบคุมโหมดปัจจุบัน
การควบคุมโหมดแรงดันไฟฟ้าจะปรับรอบการทำงานของ PWM เพื่อรักษาเอาต์พุตที่เสถียรโดยการตรวจจับแรงดันเอาต์พุตและเปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้ วิธีนี้ใช้งานง่าย แต่การตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและโหลดช้า
การควบคุมโหมดปัจจุบันจะปรับรอบการทำงานของ PWM โดยการตรวจจับกระแสไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำและเปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้ เมื่อเปรียบเทียบกับการควบคุมโหมดแรงดันไฟฟ้า การควบคุมโหมดกระแสไฟฟ้าสามารถตอบสนองการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและโหลดได้รวดเร็วยิ่งขึ้น ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพแบบไดนามิกของระบบ
4. ตัวแปลงเพิ่ม
คอนเวอร์เตอร์ BOOST เป็นคอนเวอร์เตอร์ DC-DC ชนิดบูสต์ที่ใช้เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าต่ำของเซลล์ PV ให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่อินเวอร์เตอร์ต้องการ อัลกอริธึมการควบคุมคล้ายกับตัวแปลง BUCK และส่วนใหญ่ประกอบด้วยการควบคุมโหมดแรงดันไฟฟ้าและการควบคุมโหมดปัจจุบัน
การควบคุมโหมดแรงดันไฟฟ้าจะปรับรอบการทำงานของ PWM เพื่อรักษาเอาต์พุตที่เสถียรโดยการตรวจจับแรงดันเอาต์พุตและเปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้ แม้ว่าการรับรู้จะง่าย แต่ความเร็วในการตอบสนองก็ค่อนข้างช้า
การควบคุมโหมดปัจจุบันจะควบคุมรอบการทำงานของ PWM โดยการตรวจจับกระแสไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำและเปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้ ข้อดีอยู่ที่ความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็ว ซึ่งสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าอินพุตและโหลดได้ดีขึ้น
5. สะพานเปลี่ยนเฟสเต็ม (PSFB)
ตัวแปลงเฟสชิฟฟูลบริดจ์ (PSFB) เป็นตัวแปลง DC-DC ที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอินเวอร์เตอร์ PV กำลังสูง คุณสมบัติหลักคือการตระหนักถึงการสลับแบบนุ่มนวลและลดการสูญเสียการสลับผ่านการควบคุมการเปลี่ยนเฟส
การควบคุมการเปลี่ยนเฟสเป็นแกนหลักของคอนเวอร์เตอร์ PSFB ซึ่งควบคุมแรงดันเอาต์พุตโดยการปรับค่าความต่างเฟสของแขนบริดจ์ DSP จำเป็นต้องใช้อัลกอริธึมการควบคุมการเปลี่ยนเฟสที่ซับซ้อนเพื่อให้แน่ใจว่าคอนเวอร์เตอร์ทำงานได้อย่างเสถียรภายใต้สภาวะโหลดที่แตกต่างกัน
การควบคุมโหมดปัจจุบันยังสามารถใช้กับตัวแปลง PSFB เพื่อปรับมุมการเปลี่ยนเฟสโดยการตรวจจับกระแสและเปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้ แนวทางนี้ปรับปรุงการตอบสนองแบบไดนามิกและความเสถียรของระบบ
6. การควบคุมอินเวอร์เตอร์
หน้าที่หลักของอินเวอร์เตอร์คือการแปลงไฟ DC เป็นไฟ AC เพื่อจ่ายให้กับกริดหรือโหลด อัลกอริธึมควบคุมอินเวอร์เตอร์ทั่วไปประกอบด้วย SPWM (การปรับความกว้างพัลส์ไซน์), SVPWM (การปรับความกว้างพัลส์เวกเตอร์อวกาศ) และการควบคุมหลายระดับ
การควบคุม SPWM สร้างรูปคลื่น PWM โดยการเปรียบเทียบสัญญาณอ้างอิงไซน์ซอยด์กับสัญญาณพาหะความถี่สูงสำหรับการแปลง DC เป็น AC หน้าที่ของ DSP ในที่นี้คือการสร้างสัญญาณ SPWM ที่มีความแม่นยำสูงและปรับแบบเรียลไทม์
การควบคุม SVPWM สร้างสัญญาณ PWM โดยวิธีสเปซเวกเตอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับการควบคุม SPWM แล้ว SVPWM สามารถใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และปรับปรุงประสิทธิภาพเอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์ DSP จำเป็นต้องใช้อัลกอริธึม SVPWM ที่ซับซ้อนเพื่อให้แน่ใจว่าเอาต์พุตอินเวอร์เตอร์มีประสิทธิภาพและเสถียร
การควบคุมหลายระดับถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอินเวอร์เตอร์หลายระดับเพื่อให้ได้แรงดันเอาต์พุตที่สูงขึ้นและความเพี้ยนของฮาร์มอนิกที่ลดลงผ่านเทคนิคการมอดูเลตหลายระดับ DSP จำเป็นต้องประสานงานการควบคุมโมดูลคาสเคดหลายโมดูลเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพโดยรวมและความเสถียรของระบบ
7. เทคโนโลยีลิงค์ควบคุมที่สำคัญ
นอกเหนือจากอัลกอริธึมการควบคุมพื้นฐานข้างต้นแล้ว เทคนิคการเชื่อมต่อการควบคุมที่สำคัญบางอย่างยังเกี่ยวข้องกับการพัฒนา DSP สำหรับอินเวอร์เตอร์ PV เช่น การควบคุม ANPC, การควบคุม DPWM, การควบคุมกริดอ่อน และเทคนิคการกำจัดฮาร์มอนิกที่ระบุ
การควบคุม ANPC (การหนีบจุดกึ่งกลางแบบแอ็คทีฟ) เป็นเทคนิคการควบคุมอินเวอร์เตอร์หลายระดับที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งได้แรงดันเอาต์พุตที่สูงขึ้นและการบิดเบือนฮาร์มอนิกที่ต่ำกว่าผ่านองค์ประกอบการจับยึดแบบแอ็คทีฟ DSP จำเป็นต้องใช้อัลกอริธึม ANPC เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานของระบบมีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพ
การควบคุม DPWM (การปรับความกว้างพัลส์แบบดิจิทัล) ช่วยให้เกิดการควบคุม PWM ผ่านการประมวลผลสัญญาณดิจิตอล เมื่อเทียบกับ PWM แบบอะนาล็อกแบบดั้งเดิม DPWM มีความแม่นยำและความเสถียรสูงกว่า DSP จำเป็นต้องใช้อัลกอริธึม DPWM ที่มีความแม่นยำสูงเพื่อให้แน่ใจว่าอินเวอร์เตอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การควบคุมกริดที่อ่อนแอ: ในสภาพแวดล้อมของกริดที่อ่อนแอ ซึ่งแรงดันไฟฟ้าของกริดผันผวนอย่างมาก อินเวอร์เตอร์ PV จำเป็นต้องมีความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่งขึ้น และ DSP จำเป็นต้องใช้อัลกอริธึมการควบคุมกริดที่อ่อนแอที่ซับซ้อน เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานของระบบมีเสถียรภาพระหว่างกริด ความผันผวน
เทคโนโลยีการกำจัดฮาร์มอนิกที่ระบุจะกำจัดส่วนประกอบฮาร์มอนิกในแรงดันเอาต์พุตผ่านอัลกอริธึมเฉพาะเพื่อปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า DSP จำเป็นต้องใช้อัลกอริธึมการวิเคราะห์และกำจัดฮาร์มอนิกที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันเอาต์พุตมีความบริสุทธิ์