光伏電池陣列模擬電源的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、光伏發(fā)電是新能源發(fā)電的重要方式,隨著太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛,對光伏系統(tǒng)的開發(fā)和測試的要求越來越高。在光伏系統(tǒng)的研發(fā)過程中采用光伏電池陣列模擬電源代替實(shí)際的光伏電池陣列可減少開發(fā)成本、降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險、提高開發(fā)效率。本文圍繞光伏電池陣列模擬電源這一課題展開研究。
　　首先在分析光伏電池光電轉(zhuǎn)換機(jī)理與常見光伏電池及組件數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出了適用于光伏電池組件陣列輸出特征模擬的工程化的數(shù)學(xué)模型。利用該模型可仿真出在陰影遮擋、

2、不均勻光照等氣候條件下發(fā)電效率急劇下降,組件陣列組合特性存在多個輸出功率峰值的現(xiàn)象;同時利用該模型可以求解出不同內(nèi)阻特征的光伏電池并聯(lián)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)電效率損失的數(shù)值。
　　并聯(lián)結(jié)構(gòu)是光伏模擬電源常見的組成方式,本文在詳細(xì)的分析并聯(lián)模擬電源系統(tǒng)建模與控制特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,建立了雙BUCK并聯(lián)閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。仿真研究表明,該系統(tǒng)在某些反饋參數(shù)條件會引起系統(tǒng)出現(xiàn)分叉等混沌現(xiàn)象,導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn),表明系統(tǒng)穩(wěn)定性與閉環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)密切相關(guān)。

3、　　在研究單BUCK電路光伏電池陣列模擬電源的經(jīng)典控制器與狀態(tài)空間平均模型狀態(tài)反饋控制的基礎(chǔ)上,針對并聯(lián)系統(tǒng)存在分又等混沌現(xiàn)象的問題,提出了一種并聯(lián)均衡的博弈算法,建立了基于電源內(nèi)阻均衡的博弈方程組,求解出在不同控制目標(biāo)條件下,并聯(lián)電源系統(tǒng)的均衡控制策略與最優(yōu)工作點(diǎn)。
　　在詳細(xì)電路理論分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了光伏電池陣列模擬電源樣機(jī)。各部分電路的測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:信號采樣與調(diào)理電路準(zhǔn)確可靠,模擬樣機(jī)的短路保護(hù)迅速且功能完善;穩(wěn)態(tài)控制