離網(wǎng)型家用光儲互補變流器研究.pdf

1、光伏發(fā)電作為解決當(dāng)今能源短缺的重要途徑之一，受到了越來越多的人的青睞?，F(xiàn)今光伏發(fā)電系統(tǒng)大多采用并網(wǎng)的方式來提供電能。而偏遠(yuǎn)山區(qū)和非洲有些地區(qū)尚缺比較完善的電網(wǎng)系統(tǒng)，迫切需要一些離網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)為其服務(wù)。傳統(tǒng)的離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)在光伏有能量但不足的情況下，就切入到電池供電，降低了太陽能的利用。
　　本文以DC/DC變換器和逆變器為研究對象，設(shè)計了一個以家用設(shè)備為負(fù)載的光儲互補的5kW離網(wǎng)型家用變流器系統(tǒng)。該系統(tǒng)以光伏供電為優(yōu)先，在光伏

2、能量不足時，加入鋰電池參與聯(lián)合供電，充分利用太陽能。
　　論文首先分析了系統(tǒng)中的三大部分電路——Boost電路、Buck-Boost電路、全橋逆變電路的工作原理，并依此為基礎(chǔ)設(shè)計了相應(yīng)的電感、電容等參數(shù)。在確定了主電路的方案和參數(shù)后，提出了相應(yīng)的控制算法，Boost電路和Buck-Boost電路采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制算法，逆變電路采用輸出電壓有效值外環(huán)、輸出電壓瞬時值中環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的三環(huán)控制算法。然后，在Matlab/S

3、imulink平臺下進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果驗證了算法的可行性。
　　隨后，在仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了系統(tǒng)的軟硬件。包括分析選取合適的功率器件IPM和控制器DSP，設(shè)計了系統(tǒng)的采樣和控制回路、電源電路，編制軟件程序來實現(xiàn)了系統(tǒng)的控制。此外，還設(shè)計了系統(tǒng)的光伏電池絕緣檢測功能、過流軟硬件雙重保護(hù)功能和故障顯示功能，能夠確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運行。
　　最后，對搭建的5kW全數(shù)字控制樣機(jī)進(jìn)行了測試。樣機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能和暫態(tài)性能測試結(jié)果表明