关键字 |
| 光伏模块、功率调节系统,电压模式控制、水平转移正弦脉宽调制(FPGA)。 |
介绍 |
| 太阳能,目前已被证明是最好的替代方案来克服的缺点等传统能源污染、退化的化石燃料等以满足负载需求[1]。此外,太阳能能源都有自己的优点像高度模块化,长寿与小维护,高功率能力的单位重量和高度的机动性和便携型。 |
| 太阳能光伏电池是太阳能光伏系统的基本元素,将光能转化为电能。结合几个光伏电池一起形成太阳能光伏模块[2]。这将产生可变的直流输出电压与输入的太阳能辐射和温度。在正常操作条件下,它独特的操作点进行操作,以产生最大输出功率。我们可以很容易地获得最大效率利用最大功率点跟踪器翻译(MPPT),这是一个功率调节系统的一部分。功率调节系统(pc)是一种电力电子系统的一部分用于管理有效的电能,并提供高质量的太阳能光伏最大功率模块[3]。提高直流-直流转换器是用来得到所需的高水平直流输出电压变低电平直流电源。二极管夹三级逆变器是用于获取优质的三相交流电压为三相负载从固定的直流电压。二极管夹三级官像降低逆变器提供了一些优势,较低的dv / dt,更少的共模电压,高开关频率、高输入功率因数。 |
| 提出的光伏系统由两级功率转换使用FPGA。第一阶段将变量转换为直流电压从太阳能光伏模块/数组到固定直流使用Boost变换器[4]。在第二阶段的权力转换,第一阶段的输出三相,3 -二极管夹逆变器。 |
| 在拟议的光伏系统中,100瓦太阳能光伏模块是用来喂养闭环直流-直流转换器提高到驱动二极管夹三级逆变器。一直采用电压模式控制(VMC)技术控制提高转换器。- 3型误差放大器设计用于满足实用稳定的利润率和作为提高转换器的补偿器。在这篇文章中,两级功率调节系统控制数字控制器的帮助下(FPGA) [5]。提出了光伏系统的模拟已经完成0.8 pf的三相感应负载和观察到这个系统的近似是1.73%。 |
提出了光伏系统 |
| 我们知道,太阳能光伏系统等几个元素的结合光伏模块,功率调节元素和负载。 |
| 提出的主要元素,提出系统在接下来的章节中详细解释。2段功率调节光伏系统的框图表示在图1所示。 |
光伏电池: |
| 图3显示了我们一个简单实用的太阳能电池的等效电路模型。类似的光伏电池的工作方法是由图4表示。,电子和空穴跨越PN结形成电子-空穴对将产生的能量取决于太阳辐射和温度。 |
b .功率调节系统: |
| 功率调节系统是电力电子的分支,用于描述电能有效的管理,跟踪所需的最大操作点和提供优质的交流输出。 |
| 开关模式电源转换器线性开关式稳压器相比有许多优点。功率调节元素应该有现代和复杂的电子设备。由于光伏系统成本是相对较高的比其他能源系统,为了满足优化光伏系统的成本,建议使用效率高功率调节元素。直流-直流转换器设计用于跟踪最大功率的太阳能电池板和步骤上/下可用直流电压从光伏电池板。MPPT方法最小化功率耗散和有助于提取可用的最大功率。 |
c .直流-直流提升转换器: |
| 直流-直流提升转换器转换水平低直流电压高直流电压。直流-直流提升转换器通常运行在连续导电模式或不连续导电模式。提出的功率调节系统,提高变换器在连续导电模式(CCM),如图5所示。 |
| 在CCM,权力可以从源转移到负载使用2步流程。打开开关“S”时,电感储存的能量,其等效电路如图6所示。当开关“年代”是关闭的,能量存储在电感器和供应能量传输到负载通过二极管及其等效电路如图7所示。等效电压波形的一个电感器,电流通过电感器,电流通过二极管和电容电流如图8所示。 |
| 对于理想直流-直流提升转换器,给出了输入电压和负载电压之间的关系 |
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| 获得所需的调节输出电压的直流-直流提升转换器源逆变器,双导致积分控制器的设计实现最小闭环稳定的利润。闭环反馈直流-直流提高转换器的框图如图9所示。 |
| 脉冲宽度调制器Tm比较固定频率锯齿波电压Vsaw与控制电压并产生所需的负载比d直流-直流提升转换器植物Tp (s)提供所需的输出电压VMLI纠正职责对应比例由调制器。双重领导积分控制器产生控制电压签证官一直在设计和实现FPGA spartan-3 XS3C5000。 |
d .二极管夹三级逆变器: |
| 三级二极管夹逆变器作为一个设备的功率调节系统调节直流电压转换成三相交流电压来驱动3 -阶段加载图10所示。夹开关电压直流-直流变换器电压水平的一半,二极管放置在中性点和mosfet的中点。闭合回路的电压来提高直流-直流转换器分为利用2 - 2电压水平串联电容器相连并放置在提高变频器输出终端。两个电容器的中点作为中立的观点。 |
| 三级二极管夹逆变器输出电压有三种状态:Vdc / 2, 0, Vdc / 2。电压水平ofVdc / 2,开关M1和M2need开启;vdc / 2、开关M3, M4需要开启;零水平,开关M2和M3need开启。毫升和M2打开时,电压终端“a”和“0”点Vdc,即。,农村村民= Vdc。在这种情况下的电压钳位二极管余额之间共享M3, M4 Cs1 M3阻断电压和M4阻塞Cs2的电压。观察到输出相电压范交流、电压之间的终端' a '和' 0 ' (Va0)直流和相电压之间的差异范Va0is Cs2的电压,这是Vdc / 2。 |
| 水平转移采用正弦脉宽调制方案作为一个开环控制策略来控制二极管夹三级逆变器。在这个方案中,每个阶段的门脉冲场效电晶体可以通过比较生成固定两个载波信号的载波开关频率与参考线频率的正弦电压。也采用这种控制技术在FPGA产生脉冲 |
结论 |
| 介绍了新型两级功率调节系统的完整分析光伏发电通过MATLAB仿真环境的帮助。三级二极管夹逆变器的电流THD发现1.34% 0.8 pf电感负载。相比传统的光伏系统,从系统获得的价值非常可观。FPGA系统实现提高转换器帮助生成高质量的脉冲使该系统有效和高效的应用程序与三相交流负载。 |
数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
图5 |
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图7 |
图8 |
图9 |
图10 |
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| 图11 |
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| 图16 |
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引用 |
- 麦德r . D,“无变压器的DC-to-DC转换器使用大型转换率,“IEEE反式。PowerElectronics,第三卷,没有。4,pp.484 - 488, 1988年10月。
- ZhihongBai;Zhongchao张;姚张;”,广义三相多电平电流源逆变器与载波相位转移变频调速,“电力电子专家会议,2007。PESC 2007。IEEE,卷,没有。,pp.2055-2060, 17-21 June 2007 doi: 10.1109/PESC.2007.4342322
- j·罗德里格斯,js。赖,F.Z.彭“多级逆变器:一项调查的拓扑结构,控制,和应用程序,”IEEE反式。印第安纳州。电子。,vol. 49, no. 4, pp. 724–738, Aug. 2002.
- 美国阿里Khajehoddin AlirezaBakhshai Praveen Jain,“应用级联多电平转换器的电网连接光伏系统”,加拿大IEEE电力会议,2007
- FredeBlaabjerg Remus Teodorescu,哲Marco Liserre陈和“可再生能源的电力转换器和控制系统”,IEEE杂志。
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