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)境問題的日益嚴(yán)重，作為可再生能源的太陽能得到了廣泛的關(guān)注與研究應(yīng)用。傳統(tǒng)的光伏電站系統(tǒng)采用大量太陽能電池板串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)直流母線側(cè)的高電壓輸入，但同時(shí)也存在著相應(yīng)的問題，例如當(dāng)出現(xiàn)陰影遮擋等問題時(shí)出現(xiàn)的MPPT問題導(dǎo)致的光伏模塊不匹配，造成功率下降及損耗等問題。基于此問題之上，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，通過對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，且可通過批量生產(chǎn)來降低費(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，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，本文采用多級脈沖序列控制的方法實(shí)現(xiàn)對前級高增益DC-DC變換器的控制，后級采用載波移相的控制方法實(shí)現(xiàn)對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)動電路、檢測保護(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、直流母線電容、升壓電感等器件。
　　 第五，基于TI公司的開發(fā)軟件CCS3.3對該交流光伏模