关键字 |
| Buck-Boost,光伏最大功率点,直流电 |
介绍 |
| 传统能源正在迅速耗尽。此外能源成本上升,因此光伏系统是一个不错的选择。他们是丰富,无污染,分布在整个地球和可回收利用。阻碍因素是它的安装成本高、转换效率低。因此我们的目标是提高系统的效率和输出功率。它也要求恒定电压提供给负载无论太阳辐照度和温度的变化。光伏阵列由平行和系列组合用来产生电力的光伏电池取决于大气条件(太阳辐射和温度)。因此有必要提高转换器的光伏阵列。而且我们的系统设计与负载的变化,这样的变化输入电压和功率输入转换器遵循开路光伏阵列的特性。我们的系统可以用来供应不断加大电压直流负载。 Solar energy has been harnessed by humans since ancient times using a variety of technologies. |
| 太阳辐射,以及二次波等太阳能资源和风能、水力发电和生物质,占地球上最可用的非常规能源类型。只有一小部分的太阳能使用[13]。太阳能发电依靠光伏系统和热引擎。太阳能的使用是有限的,只有人类的创造力。收获太阳能,最常见的方法是使用照片伏打板将收到来自太阳和光子能量转换为电能。太阳能技术大致分为被动太阳能或主动太阳能取决于他们拘留,太阳能转换和分发。太阳能的丰富,使得人们有可能收获正确利用它。太阳能可以独立发电机组或电网连接机组附近取决于网格的可用性。因此它可以用于电力的农村地区电网的可用性非常低。使用太阳能的另一个优点是便携式操作时必要的地方。 |
| 但是光伏发电系统有两个主要问题。一个是太阳能到电能的转换效率低,另一个是光伏阵列的非线性特性使得生成的电能随温度和太阳辐射[2],[3]。一般只有一个点p - v和vi曲线称为最大功率点。此时只有光伏系统运行最大效率并产生最大输出功率。但这最大功率点不知道因此计算模型或搜索算法被称为最大功率点跟踪技术是用来寻找最大功率点。翻译常见的MPPT方法是众所周知的功率反馈方法衡量光伏阵列的力量,并使用它作为反馈变量。基于功率反馈有三个重要的跟踪技术在光伏系统中使用。他们是扰动和观察(P&O),山上爬山法、增量电导法。 |
光伏系统的框图 |
| 图1显示了PV系统框图翻译与MPPT方法。翻译Buck-Boost转换器,它由光伏阵列MPPT块,最后加载。串联和并联的太阳能电池组合构成光伏阵列。串联太阳能电池提高阵列的电压和增加并联电流。为了改变面板的输入电阻与负载电阻(通过改变责任周期),直流对直流转换器是要求[4]。Buck-Boost转换器是用来从太阳能电池板获得更多的实际应用。巴克提高转换器的输入连接到光伏阵列和输出连接到负载。从光伏阵列MPPT块接收电压和电流信号。翻译的输出MPPT块是一系列的脉冲。这些脉冲转换器。 Converter works based on these pulses to make the PV system operate at Maximum power point (MPP). |
等效模型 |
| 光伏电池模型是由等效电路表示图2所示。模型包含一个电流源,二极管串联电阻Rs,分流电阻和负载。电流源产生依赖于辐射。输出电流的电流和二极管电流的区别是照片。 |
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| 光伏模块的方程如下:目前光伏模块的输出 |
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| 光伏电池的输出电压 |
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| 光伏电池输出电压是一个函数的光电流主要由负载电流取决于太阳辐射水平在操作[5]。当前模块的照片: |
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| 模块反向饱和电流: |
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| 模块饱和电流: |
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| 改变温度和辐照改变光伏阵列的电压和电流输出。光伏阵列的数据显示了p - v和vi特征对不同温度和太阳辐照度条件。 |
BUCK-BOOST转换器 |
| 的buck-boost转换器是一种直流-直流变换器的输出电压大小大于或小于输入电压大小。两种不同的拓扑称为buck-boost转换器。他们两人也会产生一系列的输出电压,输出电压的大得多比输入电压(绝对星等),下降到几乎为零。输出电压比输入相反的极性。这是一个开关电源与类似的boost变换器电路拓扑和巴克转换器。输出电压可调开关晶体管的工作周期。这个转换器的一个可能的缺点是,开关没有在地面终端;这个复杂的驱动电路。没有缺点的任何后果如果负载电路的电源是孤立的(例如,如果供应电池),因为供应和二极管极性可以被逆转。开关可以在地上一边或供应方面。 The circuit diagram is shown in figure 4. |
| •在使用状态,输入电压源直接连接到电感(L)。这导致积累能量在这个阶段,L .电容器供应能量输出负载。 |
| •在断开状态,电感器连接到输出负载和电容器,所以能量转移从L C和R。 |
仿真软件模型的光伏电池与巴克-提高转换器 |
| 直流-直流转换器是一个直流变压器提供损失更少的能量转移在不同电路在不同的电压水平。当直流-直流转换是必要的也是一个需要控制,需要更高的效率,和最小输出纹波电压,这意味着增加和减少电压和控制是必要的。开关频率控制,或PWM占空比控制是必需的。提出buck-boost转换器的输入电压从(5 - 20 V)可能产生常数(12 V)输出将会使用太阳能房屋设计中有效的应用程序。 |
MPPT方法 |
| 太阳能电池的效率非常低。为了提高效率,方法是进行正确地匹配源和负载。其中一个方法是最大功率点跟踪翻译(MPPT)。这是一个技术用于从不同来源获取最大程度的力量。在光伏系统中电流-电压曲线是非线性的,因此很难被用于一个特定的负载。这是通过利用提高转换器的工作周期是不同的翻译通过使用mppt算法。下面列出的许多算法[3]、[4]、[5]和[8]。 |
| 使用Buck-boost变换器在负载端和使用太阳能电池板功率转换器。 |
| 有许多方法用于最大功率点跟踪两个下面列出: |
| •扰乱和观察方法 |
| •增量电导法 |
扰乱和观察方法 |
| 这种方法是最常见的。在这个方法非常少数量的传感器是利用[5],[6]。操作电压采样和算法所需的工作电压的变化方向和samplesdp dv。如果dp dv是正的,那么该算法提高了电压值对MPP untildp dv是负的。这个迭代直到最后到达MPP的算法。 |
增量电导法 |
| 该方法使用光伏阵列的增量电导di dv计算符号ofdp dv di dv;。当di dvi大小相等,方向相反的价值I / V (dp dvdi dv; = 0)算法知道达到最大功率点,因此它终止并返回相应的MPP的工作电压值。 |
| 前两个是最广泛使用的最大功率点跟踪的方法。P&O算法的优点是简单、容易实现,特别是使用低成本的微控制器系统。然而,算法的主要缺点是它最大功率点附近振荡,由于扰动过程中寻找最大功率点。 |
| 流程图扰乱与观察:扰乱和观察(P&O)算法操作扰乱PV电压周期性地通过不同的工作周期,并观察PV有权增加或减少光伏电压在接下来的周期。如果扰动电压产生一个增加的力量,然后方向或斜坡扰动电压(周期性)前周期是一样的。相反的扰动电压产生减少权力,然后方向或斜坡扰动电压(占空比)是对前一周期。 |
结果与讨论 |
| 光伏电池的电流电压和电压特性分别获得如图8和9。 |
| 从图9可以看出 |
| 在T = 50度和S = 400 w / m² |
| 我= 10安培,V = 76.5伏特和P = 712瓦 |
| 在T = 50度和S = 200 w / m² |
| 我= -3.8安培,V = -38伏和P = 350瓦 |
结论 |
| 巴克提振转换器使用方程模型建模方法,而不是电路模型的方法。通过开发模型使用方程建模,模型可以被修改或entendex容易。验证了方程模型,比较现有circuilt模型就完成了。实验结果表明,该开发模型usited现有的一个。此外,翻译一个MPPT控制模型(P&O算法)是使用几个实验数据建模和测试。实验结果表明,像实际情况的总体模型。进一步,P&O算法的属性如一步值扰动的影响占空比和振荡问题模拟。在未来,翻译不同的MPPT方法将被评估。翻译,此外,MPPT算法将应用于其他可再生能源,如风能系统。各种波形是通过使用MATLAB中的情节机制。 |
数据乍一看 |
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引用 |
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