首页 > 学术论文

光伏升压DC/DC功率变换器的设计与研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 03:56:14
热度:

光伏升压DC/DC功率变换器的设计与研究【摘要】:随着石化资源的日渐枯竭,将太阳能转化成电能是目前比较普遍的一种应用方式,但是在转换的过程中,太阳能电池的光电转换效率低下一直是一个

【摘要】:随着石化资源的日渐枯竭,将太阳能转化成电能是目前比较普遍的一种应用方式,但是在转换的过程中,太阳能电池的光电转换效率低下一直是一个困扰太阳能大面积应用的关键问题。所以,研究怎样高效率的利用太阳能进行发电就成了光伏发电的重点研究领域。提高太阳能电池的功率输出效率和优化太阳能电池的后级功率变换电路的结构是高效利用太阳能进行发电的两个重点研究方向。本文将交错并联技术引入到光伏发电系统的DC/DC功率变换器中,以TMS320C28035作为控制芯片,设计了满足在光伏发电系统中能有效进行最大功率点跟踪的满载功率为500W的DC/DC功率变换器,通过在太阳能电池阵列模拟器上进行测试,各项结果达到了设计要求。本文主要完成以下几方面的工作:(1)对实际工程中常用的几种MPPT控制算法进行了介绍,重点研究了扰动观察法和电导增量法,通过仿真研究指出了扰动观察法和电导增量法的优点和不足,电导增量法更具有工程应用价值;(2)针对光伏发电系统对功率变换电路的特殊要求,提出使用交错并联Boost电路作为太阳能电池板的后级功率变换电路,研究了交错并联Boost电路的工作模式并对交错并联Boost电路进行建模,为后面的系统设计提供了理论基础;(3)仿真研究了交错并联Boost电路的纹波抵消能力并设计利用LLC谐振电路进行高频隔离,利用小信号建模得出交错并联Boost电路传递函数,针对电流环路设计补偿环节,根据控制对象的特点提出了双闭环控策略并针对电压环路设计了补偿环节,改善了系统动态与稳态性能;(4)根据电路的参数要求,对各部分硬件电路进行详细的分析设计,按照系统功能要求,编写各部分的软件程序,包括MPPT程序,中断服务子程序,后台任务状态机程序等,结合硬件电路进行软件调试,经过验证分析,本文设计的DC/DC功率变换器可以很好的跟踪太阳能电池板的最大功率输出,并向后级提供稳定直流母线电压。 【关键词】:MPPT 交错并联 光伏 双闭环 LLC
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM46
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-10
  • 第1章 绪论10-18
  • 1.1 课题背景及意义10-12
  • 1.2 光伏发电系统结构12-14
  • 1.3 课题研究内容14-17
  • 1.4 本文结构17-18
  • 第2章 太阳能电池与MPPT算法研究18-34
  • 2.1 引言18
  • 2.2 光伏发电原理18-21
  • 2.2.1 太阳能电池阵列结构19
  • 2.2.2 太阳能电池工作原理19-21
  • 2.3 太阳能电池的仿真模型21-24
  • 2.3.1 太阳能电池的建模与仿真21-23
  • 2.3.2 太阳能电池的电气特性分析23-24
  • 2.4 MPPT控制算法24-32
  • 2.4.1 MPPT简介24-25
  • 2.4.2 扰动观察法25-28
  • 2.4.3 电导增量法28-30
  • 2.4.4 MPPT仿真跟踪分析30-32
  • 2.5 本章小结32-34
  • 第3章 光伏升压DC/DC变换器拓扑结构与控制研究34-54
  • 3.1 引言34
  • 3.2 常用光伏DC/DC功率变换器34-35
  • 3.3 交错并联Boost工作原理与建模35-43
  • 3.3.1 光伏系统对变换器的特殊要求35-36
  • 3.3.2 两相交错并联Boost电路的建模36-40
  • 3.3.3 交错并联纹波分析40-43
  • 3.4 LLC谐振电路的工作原理43-46
  • 3.5 系统控制设计46-53
  • 3.5.1 交错并联Boost电路小信号模型46-48
  • 3.5.2 控制策略48-53
  • 3.6 本章小结53-54
  • 第4章 光伏升压DC/DC变换器软硬件设计54-78
  • 4.1 引言54
  • 4.2 总体设计方案54-57
  • 4.3 硬件设计57-66
  • 4.3.1 交错并联Boost变换器参数设计57-61
  • 4.3.2 LLC谐振电路参数设计61-63
  • 4.3.3 控制电路设计63-64
  • 4.3.4 驱动和采样电路设计64-66
  • 4.4 软件设计66-72
  • 4.4.1 软件的总体设计66
  • 4.4.2 主程序设计66-67
  • 4.4.3 中断服务子程序设计67-69
  • 4.4.4 后台系统任务程序设计69-71
  • 4.4.5 A/D算法程序设计71-72
  • 4.5 实验结果与分析72-76
  • 4.5.1 主电路运行分析72-73
  • 4.5.2 MPPT跟踪实验的结果与分析73-76
  • 4.6 本章小结76-78
  • 第5章 总结与展望78-80
  • 参考文献80-86
  • 致谢86-88
  • 攻读硕士学位期间所做的工作88


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

粒子加速器的功率变换器,大型强子对撞机的开发和生产    F.BORDRY;周伟松;马娟;

功率变换器主电路研究    曹海红;

一种新的有功功率变换器    周太康,程汉湘,彭继涛

一种新型功率变换器的设计与实验研究    张佑峰;

功率变换器的设计    朱廉诚

轻型功率变换器拓扑结构及其控制技术综述    杜海江;李耀华;王平;

直流功率变换器的一种控制方法    李文全;

新型原理的集成电路式有功功率变换器    汪象侃;姚晴林;刘献平;

大功率变换器的无功功率补偿装置    何希才

开关磁阻电机调速系统功率变换器的仿真与研究    马春燕;王振民;

基于广义分形维的功率变换器的混沌行为研究    温伟刚;萨殊利;王恒;

功率变换器近场辐射的建模与仿真    白峰;牛忠霞;周东方;

基于混合威布尔分布的高频功率变换器可靠性建模    何莉丹;杜贵平;张波;

开关线性复合功率变换器的低阻输出特性对提高系统静动态性能的作用    周谦之;李定;许海斌;

PT并联的实验研究    张卫平;张晓强;张瑞;刘元超;赵徐森;

PT功率变换器的稳态模型    张卫平;张晓强;张瑞;毛鹏;张峥;

矩阵式交交电功率变换器及其在电力传动中的应用    龚幼民;

基于系统辨识的PWM型和PFM型开关功率变换器动态建模    王伟萍;师宇杰;杨典兵;

开关磁阻电机不对称桥功率变换器热分析    徐阳

高阶开关功率变换器中的非线性动力学行为及其控制研究    王诗兵

功率变换器的瞬态电磁干扰特性研究    严冬

功率变换器电磁干扰的建模    袁义生

新型SRD功率变换技术研究    孟润泉

功率变换器传导电磁干扰建模研究    梁斌

功率变换器的分布式控制和结构研究    胡磊

分布式功率变换器的控制结构设计及其同步、容错性能研究    马铭遥

直流—直流开关功率变换器磁集成关键技术研究    卢增艺

基于PSM模式的DC-DC功率变换器非线性建模及集成化设计    牛全民

基于ANSYS Workbench的电动汽车功率变换器冷却技术仿真研究    牛云华

开关磁阻电机功率变换器散热研究    胡振涛

光伏升压DC/DC功率变换器的设计与研究    史天硕

基于区域系统建模与能量的功率变换器滑模控制研究    黄小有

功率变换器的能量成形控制研究    王勇

基于变发电电压功率变换器的开关磁阻风力发电系统研究    赵娜

功率变换器的区域系统建模及控制方法研究    刘冬春

功率变换器可靠性评估与优化设计    何莉丹

新型宽范围输出直流功率变换器若干关键技术研究    林毅

基于四电平功率变换器的开关磁阻发电机系统的研究    高东东