負載適應型光伏模塊集成式變換器關鍵技術研究.pdf

1、負載適應型光伏模塊集成式變換器關鍵技術研究(申請揚州人學工學碩士學位論文)培養(yǎng)單位：揚州大學專業(yè)名稱：農(nóng)業(yè)電氣化與自動化研究方向：新能源與分布式發(fā)電研究生：闞世奇指導老師：蔣偉副教授20155摘要摘要與太陽能電池板集成的模塊集成式變換器(ModuleIntegratedConverter，MIC)可以針對每塊光伏電池提高光伏能量利用率、降低光伏陣列中部分遮蔽對發(fā)電系統(tǒng)的影響，因而其在光伏發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的關注。針對MIC的研究多以電

2、路拓撲、效率優(yōu)化和串聯(lián)運行為主，而針對儲能和獨立負載應用的研究較少。本文針對Boost拓撲的MIC，對其負載適應(識別)、功率追蹤和串并聯(lián)運行等關鍵問題進行了研究。分析了光伏電池組件的常見工作狀態(tài)及其應用場合。闡述了Boost型MIC主電路的工作原理，并根據(jù)不同負載的工作模式利用狀態(tài)空間平均法和小信號分析法得出變換器在輸入電壓控制模式與輸出電壓控制模式下的傳遞函數(shù)，在此基礎上針對每個控制目標進行控制系統(tǒng)設計。分析比較了光伏MIC在不同負

3、載下的穩(wěn)態(tài)特性，分析了常見切換方法的優(yōu)缺點，針對MIC在不同運行工況下控制變量的特征，設計了系統(tǒng)的有限狀態(tài)機；提出一種基于有限狀態(tài)機的能夠滿足MIC多工況快速切換的方法，實現(xiàn)了控制回路層面上的狀態(tài)快速切換。采用變步長的電阻增量法對太陽能電池板的輸出進行最大功率追蹤，有效解決了光伏最大功率跟蹤快速性與最大功率點穩(wěn)態(tài)振蕩的問題，并通過PSIM仿真驗證了算法的快速性與準確性。設計完成了光伏模塊集成式變換器樣機，實驗結果表明，樣機實現(xiàn)了有限狀態(tài)