基于高電壓增益的交流光伏模塊系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)今世界能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，作為可再生能源的太陽(yáng)能得到了廣泛的關(guān)注與研究應(yīng)用。傳統(tǒng)的光伏電站系統(tǒng)采用大量太陽(yáng)能電池板串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)直流母線(xiàn)側(cè)的高電壓輸入，但同時(shí)也存在著相應(yīng)的問(wèn)題，例如當(dāng)出現(xiàn)陰影遮擋等問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)的MPPT問(wèn)題導(dǎo)致的光伏模塊不匹配，造成功率下降及損耗等問(wèn)題?；诖藛?wèn)題之上，Robert H.Wills等人提出了交流光伏模塊的概念。交流光伏模塊(ACM，AC Photovoltaic Module)，是指將單個(gè)光伏組件

2、與逆變器集成在一起，構(gòu)成一個(gè)可直接與負(fù)載或電網(wǎng)連接的獨(dú)立光伏發(fā)電模塊。它既可以并網(wǎng)運(yùn)行，又可以在遠(yuǎn)離電網(wǎng)處離網(wǎng)運(yùn)行。交流光伏模塊消除了因光伏組件之間串連而帶來(lái)的組件間的功率損耗，且容易實(shí)現(xiàn)光伏組件和逆變器之間的最優(yōu)配合，通過(guò)對(duì)各交流光伏模塊的最優(yōu)化控制而實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體最優(yōu)性能。另外，ACM最大的優(yōu)點(diǎn)是它的即插即用性，且可通過(guò)批量生產(chǎn)來(lái)降低費(fèi)用（規(guī)模經(jīng)濟(jì)），已成為光伏發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，引起科研人員的高度重視。
　　

3、 本文以實(shí)際項(xiàng)目為背景，設(shè)計(jì)并研制了一種基于DSP的小功率交流光伏模塊系統(tǒng)，論文的主要工作如下:
　　 首先，本文設(shè)計(jì)了一種兩級(jí)式的交流光伏模塊系統(tǒng)，并詳細(xì)分析了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理，為系統(tǒng)的控制策略的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ);
　　 第二，本文采用多級(jí)脈沖序列控制的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)前級(jí)高增益DC-DC變換器的控制，后級(jí)采用載波移相的控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)混合箝位型單相三電平逆變器的控制，并詳細(xì)分析闡述了兩種控制方法的原理及設(shè)計(jì)過(guò)程;
　

4、　 第三，根據(jù)以上設(shè)計(jì)方案，結(jié)合兩種控制方法，采用電壓閉環(huán)PI調(diào)制控制策略，在MATLAB/SIMULINK中搭建了完整的交流光伏模塊系統(tǒng)的仿真模型，并得出了系統(tǒng)的仿真結(jié)果;
　　 第四，詳細(xì)給出了DSP2812主控芯片、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)保護(hù)電路、緩沖電路等硬件電路的設(shè)計(jì)，并根據(jù)主電路參數(shù)設(shè)計(jì)原則計(jì)算選定了濾波器、功率管、直流母線(xiàn)電容、升壓電感等器件。
　　 第五，基于TI公司的開(kāi)發(fā)軟件CCS3.3對(duì)該交流光伏模