专利名称：一种基于多处理器嵌入式光伏并网逆变的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能技术领域，尤其涉及一种基于多处理器嵌入式光伏并网逆变的方法及装置。
背景技术：
随着光伏电站功能日益强大，对数据存储量、数据传输速度以及数据传输方式的改进需求越来越迫切，对光伏并网逆变器采用的处理器的功能性与实时性要求越来越高。目前，在光伏并网逆变器中采用的是单一的DSP处理器或者其它的单片机。由于采用单一的处理器，其硬件资源有限，不能满足基于操作系统的多界面风格的实时触摸显示，也不能满足网络与GPRS的远程数据通讯以及对通讯命令的实时响应等功能需求。因此，现有的光伏并网逆变器采用单一处理器或者其他单片机的方式存在功能较单一，实时性差，扩展性差，升级较困难的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例的目的在于提供一种基于多处理器嵌入式光伏并网逆变的方法，提高了光伏并网系统的功能性、实时性与可扩展性。本发明实施例是这样实现的，一种基于多处理器嵌入式光伏并网逆变的方法，所述方法包括以下步骤
DSP处理芯片实时采集光伏并网逆变器电气状态； 根据所述电气状态判断是否满足并网条件；
若系统处于运行状态，则加载相应的并网控制步骤，所述并网控制步骤为DSP执行光伏并网逆变器运行状态切换检测及其相应的功能处理逻辑以及DSP处理芯片与ARM之间通过串口进行实时数据通讯与命令交互，其中，DSP处理芯片与ARM之间通过串口进行实时数据通讯与命令交互具体包括光伏并网逆变器运行状态信息保存与触摸屏实时显示，ARM 中断响应触摸屏命令并与DSP处理芯片进行命令交互。进一步地，所述方法还包括
逆变系统运行时，闭合交流侧与直流侧断路器； 系统进入启动中状态，进行系统自检和初始化； 检测是否满足并网运行条件；
若满足并网条件，则进入运行状态处理流程，并实时检测DSP中逆变器运行状态、触摸屏输出命令或者是否有人为切断断路器现象，进行相应的状态切换，并进入相应的处理流程。进一步地，所述进入工作状态处理流程包括 检测DSP中记录逆变器工作状态；
若在运行状态中，若为开机首次运行，更新DSP中各种参数设置，DSP处理器启动采集、 保护与并网控制算法，创建子线程1来实现ARM与DSP通讯，实时显示逆变器运行信息与命令交互，并且，创建子线程2来实现通过网口 /RS485/GPRS与远程监控端通讯功能，同时响应触摸屏的中断命令与参数修改设置；
若为故障状态，启动保护程序，切断交流接触器，保存故障信息，进行故障报警指示，不断检测系统故障是否清除以及是否存在开机命令，根据检测结果，进行状态切换； 若为待机状态，循环检测逆变系统是否满足并网条件，若满足进行状态切换； 若为停机状态，断开交流接触器，循环检测系统是否满足启动条件，若满足进入启动中状态。本发明另一实施例在于提供一种基于多处理器嵌入式光伏并网逆变装置，所述装置包括内置有DSP处理芯片的信号隔离与处理板，以及，内置有ARM芯片的数据监测、通讯与显示板，
DSP处理芯片实时采集光伏并网逆变器电气状态，并根据所述电气状态判断是否满足并网条件；若系统处于运行状态，则加载相应的并网控制步骤，所述并网控制步骤为DSP处理芯片执行光伏并网逆变器运行状态切换检测及其相应的功能处理逻辑以及DSP处理芯片与ARM芯片之间通过串口进行实时数据通讯与命令交互，
其中，DSP处理芯片与ARM芯片之间通过串口进行实时数据通讯与命令交互具体包括 光伏并网逆变器运行状态信息保存与触摸屏实时显示，ARM芯片中断响应触摸屏命令并与 DSP处理芯片进行命令交互。在本发明的实施例中，建立多处理器同步运行与协调处理运行机制，统筹兼顾各处理器实时性，提高整个逆变系统处理能力。相比与现有逆变器处理器结构，这种处理机制在系统功能性、实时性、可扩展性以及系统易升级性方面有较大提高。
图1是本发明实施例提供的光伏并网逆变器的基本结构图2是本发明实施例提供的基于多处理器嵌入式光伏并网逆变实现方法的流程图； 图3是本发明实施例提供的多处理器在逆变器不同工作状态下的处理流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图1示出了本发明实施例提供的光伏并网逆变器的基本结构，在该光伏并网逆变器的直流输入端、交流输出端以及网侧均安装电压与电流传感器。该光伏并网逆变器包括 直流断路器、电容阵、三相全桥逆变器、滤波器、三相变压器、交流接触器、交流断路器、直流侧信号采样、逆变器输出信号采样、网侧信号采样、信号隔离与处理板、数据监测通讯显示板以及触摸屏。在所述信号隔离与处理板上集成DSP处理芯片与CPLD逻辑芯片。通过DSP处理芯片实时采集光伏并网逆变器的电气状态，判断是否满足并网条件，若系统处于运行状态，加载相应的并网控制算法。通过CPLD芯片实现DSP处理芯片控制逻辑转换，DSP实现逆变器运行状态切换检测及其相应的功能处理逻辑，DSP处理芯片与ARM之间通过串口进行实时数据通讯与命令交互。其中，包括光伏并网逆变器的运行状态信息保存与触摸屏的实时显示，ARM中断响应触摸屏命令并与DSP处理芯片进行命令交互。图2示出了基于多处理器嵌入式光伏并网逆变实现方法的流程，详述如下 在步骤SlOl中，逆变系统运行时，首先闭合交流侧与直流侧断路器。在步骤S102中，系统进入启动中状态，进行系统自检和初始化。在步骤S103中，检测是否满足并网运行条件。若满足，则执行步骤S104，否则反复执行步骤S103，即反复进行检测。在步骤S104中，进行并网运行，并检测系统状态。当并网运行条件满足时，进入运行状态处理流程。检测系统状态具体为DSP处理芯片实时检测光伏并网逆变器的运行状态、触摸屏输出命令或者断路器的通断状态。在步骤S105中，判断是否需要进行状态切换。若需要则执行步骤S106，否则结束该流程。在步骤S106中，根据相应的指令，进行相应的状态切换，进入相应的处理流程。图3示出了本发明实施例提供的多处理器在逆变器不同工作状态下的处理流程， 详述如下
ARM处理器设置主线程和两个子线程。在步骤S301中，检测DSP处理器中记录的光伏并网逆变器的工作状态。光伏并网逆变器工作状态分为运行状态、故障状态、待机状态和停机状态。当为运行状态时执行步骤 S3011,当为故障状态，执行步骤S3021，当为待机状态，则执行步骤S3031，当为停机状态， 执行步骤S3041。在步骤S3011中，当为开机首次运行，更新DSP处理芯片中各种参数设置。在步骤S3012中，DSP处理芯片启动采集、保护与并网控制算法。在步骤S3013中，创建子线程1，以实现ARM与DSP通讯，实时显示逆变器运行信息与命令交互。在步骤S3014中，创建子线程2，以实现通过网口 /RS485/GPRS与远程监控端通讯功能。在步骤S3015中，响应触摸屏的中断命令与参数修改设置。在步骤S3016中，检测是否存在DSP状态变化或者触摸屏输出命令或者人为切断断路器，判断逆变器运行状态是否切换。在步骤S3021中，若为故障状态，启动保护程序，切断交流接触器。在步骤S3022中，保存故障信息。在步骤S3023中，进行故障报警指示。在步骤S3024中，不断检测系统故障是否清除。根据检测结果，进行状态切换。在步骤S3025中，不断检测是否存在开机命令。根据检测结果，进行状态切换。在步骤S3031中，若为待机状态，循环检测逆变系统是否满足并网条件。若满足， 则跳到执行步骤S302。在步骤S3041中，若为停机状态，断开交流接触器。在步骤S3042中，循环检测系统是否满足启动条件。在步骤S3043中，若满足进入启动中状态。
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在步骤S302中，进行状态切换。在本发明的实施例中，建立多处理器同步运行与协调处理运行机制，统筹兼顾各处理器实时性，提高整个逆变系统处理能力。相比与现有逆变器处理器结构，这种处理机制在系统功能性、实时性、可扩展性以及系统易升级性方面性能有较大提高。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于多处理器嵌入式光伏并网逆变的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤DSP处理芯片实时采集光伏并网逆变器电气状态； 根据所述电气状态判断是否满足并网条件；若系统处于运行状态，则加载相应的并网控制步骤，所述并网控制步骤为DSP处理芯片执行光伏并网逆变器运行状态切换检测及其相应的功能处理逻辑以及DSP处理芯片与 ARM芯片之间通过串口进行实时数据通讯与命令交互，其中，DSP处理芯片与ARM芯片之间通过串口进行实时数据通讯与命令交互具体包括 光伏并网逆变器运行状态信息保存与触摸屏实时显示，ARM芯片中断响应触摸屏命令并与 DSP处理芯片进行命令交互。
2.根据权利要求1所述的基于多处理器嵌入式光伏并网逆变的方法，其特征在于，所述方法还包括逆变系统运行时，闭合交流侧与直流侧断路器； 系统进入启动中状态，进行系统自检和初始化； 检测是否满足并网运行条件；若满足并网条件，则进入运行状态处理流程，并实时检测DSP中逆变器运行状态、触摸屏输出命令或者是否有人为切断断路器现象，进行相应的状态切换，并进入相应的处理流程。
3.根据权利要求2所述的基于多处理器嵌入式光伏并网逆变的方法，其特征在于，所述进入工作状态处理流程包括检测DSP中记录逆变器工作状态；若在运行状态中，若为开机首次运行，更新DSP中各种参数设置，DSP处理器启动采集、 保护与并网控制算法，创建子线程1来实现ARM与DSP通讯，实时显示逆变器运行信息与命令交互，并且，创建子线程2来实现通过网口 /RS485/GPRS与远程监控端通讯功能，同时响应触摸屏的中断命令与参数修改设置；若为故障状态，启动保护程序，切断交流接触器，保存故障信息，进行故障报警指示，不断检测系统故障是否清除以及是否存在开机命令，根据检测结果，进行状态切换； 若为待机状态，循环检测逆变系统是否满足并网条件，若满足进行状态切换； 若为停机状态，断开交流接触器，循环检测系统是否满足启动条件，若满足进入启动中状态。
4.一种基于多处理器嵌入式光伏并网逆变装置，其特征在于，所述装置包括内置有 DSP处理芯片的信号隔离与处理板，以及，内置有ARM芯片的数据监测、通讯与显示板，DSP处理芯片实时采集光伏并网逆变器电气状态，并根据所述电气状态判断是否满足并网条件；若系统处于运行状态，则加载相应的并网控制步骤，所述并网控制步骤为DSP处理芯片执行光伏并网逆变器运行状态切换检测及其相应的功能处理逻辑以及DSP处理芯片与ARM芯片之间通过串口进行实时数据通讯与命令交互，其中，DSP处理芯片与ARM芯片之间通过串口进行实时数据通讯与命令交互具体包括 光伏并网逆变器运行状态信息保存与触摸屏实时显示，ARM芯片中断响应触摸屏命令并与 DSP处理芯片进行命令交互。
全文摘要
本发明适用于太阳能技术领域，提供了一种基于多处理器嵌入式光伏并网逆变的方法及装置，所述方法包括以下步骤CPLD实现DSP控制逻辑转换，DSP处理芯片实时采集光伏并网逆变器电气状态；根据所述电气状态判断是否满足并网条件；若系统处于运行状态，则加载相应的并网控制步骤，所述并网控制步骤为DSP处理芯片与ARM之间通过串口进行实时数据通讯与命令交互以及DSP执行光伏并网逆变器运行状态切换检测及其相应的功能处理逻辑。相比与现有逆变器处理器结构，这种处理机制在系统功能性、实时性、可扩展性以及系统易升级性方面有较大提高。
文档编号H02J3/38GK102403734SQ201110363399
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者张东来, 张华 , 李海洋, 谷宇, 邢浩江 申请人:深圳航天科技创新研究院