光伏系統(tǒng)直流微網(wǎng)智能接口及MPPT研究.pdf

1、太陽能作為一種無污染的綠色能源，它的開發(fā)利用越來越受到重視。直流微網(wǎng)中一個重要的能源來源就是光伏發(fā)電，但是太陽能電池板的輸出電壓一般比較低，不能直接與直流微網(wǎng)中高電壓等級的直流母線相連，因此需要通過一個中間接口與直流母線相連，這個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，還可以對太陽能電池實現(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，調理電路，A/D轉換電路，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經(jīng)過調理電路后進行A/D轉換，A/D轉換輸出到CPU進行相應的運算與控制。手持器主要用于觀測和修改參數(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變換器的拓撲結構和控制方法基礎上，搭建了PSIM移相仿真模塊，對其進行了驗證。
　　針對移相全橋DC/DC變換器中因特性不一致使變壓器初級產(chǎn)生直流分量而導致的偏磁問題，提出了不對稱移相的偏磁數(shù)字抑制方法，并給出了基于TMS320F28335 DSP不對稱移相的實現(xiàn)方法，經(jīng)仿真和實驗表明，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

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。在升壓時為了防止電壓的過沖，加入了慣性環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)使得整個系統(tǒng)可以安全有效的運行。
　　最后，針對光伏電池的伏安特性具有強烈的非線性，對負載適應性較差，且太陽電池的輸出功率隨光照強度和溫度等因素而變化的問題，采用基于正弦擾動的最大功率點跟蹤(maximum power point tracking，MPPT)非線性控制方法，仿真和實驗結果表明此方法控制效果很好。