光伏系統(tǒng)直流微網(wǎng)智能接口及MPPT研究.pdf

1、太陽(yáng)能作為一種無(wú)污染的綠色能源，它的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到重視。直流微網(wǎng)中一個(gè)重要的能源來(lái)源就是光伏發(fā)電，但是太陽(yáng)能電池板的輸出電壓一般比較低，不能直接與直流微網(wǎng)中高電壓等級(jí)的直流母線相連，因此需要通過(guò)一個(gè)中間接口與直流母線相連，這個(gè)中間接口即為電力電子變換元件。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，DC/DC變換器常常被用來(lái)作為這一中間接口，DC/DC變換器不僅可以將光伏電池輸出的低電壓升高到所需求的高電壓，還可以對(duì)太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤，從而提高了電池

2、的利用率。
　　本文光伏智能接口主要由光伏電池，功率電路，傳感器電路，調(diào)理電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，CPU控制板，手持器，Zigbee接口等組成。功率電路主要包括逆變電路，高頻變壓器和整流電路。傳感器電路所采集的信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理電路后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換輸出到CPU進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算與控制。手持器主要用于觀測(cè)和修改參數(shù)。
　　論文首先闡述了直流微網(wǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展，光伏DC/DC控制器的特點(diǎn)和發(fā)展，分析了移相全橋ZVS PWM DC/

3、DC全橋變換器的工作原理。在分析和研究了移相全橋DC/DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法基礎(chǔ)上，搭建了PSIM移相仿真模塊，對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　針對(duì)移相全橋DC/DC變換器中因特性不一致使變壓器初級(jí)產(chǎn)生直流分量而導(dǎo)致的偏磁問(wèn)題，提出了不對(duì)稱移相的偏磁數(shù)字抑制方法，并給出了基于TMS320F28335 DSP不對(duì)稱移相的實(shí)現(xiàn)方法，經(jīng)仿真和實(shí)驗(yàn)表明，取得了較好的效果。
　　此外，系統(tǒng)在并入直流母線之前首先要將電壓穩(wěn)定到直流母線所設(shè)

4、定的電壓600V，有效的防止了在并網(wǎng)的瞬間將電網(wǎng)電壓拉低。在升壓時(shí)為了防止電壓的過(guò)沖，加入了慣性環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)使得整個(gè)系統(tǒng)可以安全有效的運(yùn)行。
　　最后，針對(duì)光伏電池的伏安特性具有強(qiáng)烈的非線性，對(duì)負(fù)載適應(yīng)性較差，且太陽(yáng)電池的輸出功率隨光照強(qiáng)度和溫度等因素而變化的問(wèn)題，采用基于正弦擾動(dòng)的最大功率點(diǎn)跟蹤(maximum power point tracking，MPPT)非線性控制方法，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此方法控制效果很好。