关键字 |
| 光伏系统,太阳能水泵,直流-直流提升转换器,MPPT,二极管夹变频器、SVPWM, FPGA, LC滤波器、PI控制器三相感应电动机, |
I.INTRODUCTION |
| 可用的饮用水不是数以百万计的人们在不同的国家由于电力供应的非可用性在农村地区,水的供应主要来自雨或河流。在这些地方,通过光伏(PV)水管理系统是最有效的和有前途的方法来解决这个问题。尽管商业燃料电池(铅酸转换器。锂离子电池)和直流电机驱动水泵,给更高的效率由于电池用于泵水系统的缺点通常寿命较低近两年与PV模块相比过低的生活20年,需要频繁的维护和更换。而光伏能源便宜,可以达到穷人需要这些系统。本文三个阶段我被低压商业直流电机由于维护成本高,效率低,这些低压直流电机也在市场上不常用。因此提出工作采用了三相感应电动机在当地市场,和需要较少的维护成本比任何其他类型的汽车[14]- [15]。 |
| 提出的光伏模块直接从太阳辐射产生电能。这个模型必须面对的挑战,它必须生成变量限制下的最大能量,也最大化的水量泵[1]。 |
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| 与这些要求一种新型变换器建模效率高,能源的可用性较低,低成本使用最需要的地方,鲁棒性因此可能需要更少的维护,最后通常具有较高的寿命20年。一个新的dc / dc提高变换器及其控制策略提出了适合光伏抽水[1]-[4]来实现上述的功能。 |
二世。太阳能电池模型 |
| 光伏电池是由两个p型和n型半导体材料。光伏电池基本上是一个光敏二极管产生一个电压,当暴露于阳光。它也被称为一个发光二极管。基本上光伏系统是一个非线性设备由于其电流-电压特性,通常由其等效电路描述图2和图3所示。光伏电池的等效电模型包含一个电流发生器,二极管和两个电阻。分流电阻表示地面的泄漏电流;分流电阻的值约为1000欧姆。系列电阻器表明导致连接到太阳能电池的内部电阻和串联电阻的值是0.001欧姆。 |
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| 单独的太阳能电池将提供低电压(通常是0.5 v - 0.7 v),因此这些细胞通常是连接串联或并联根据我们的需求。光伏阵列只不过是连接的太阳能光伏模块的数量。一个单元的光伏模块可以满足一个家庭的需求。方程: |
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三世。提出了转换器 |
| 摘要单个光伏模块设计,以确保低成本和方便。这个模型可以驱动电动机的1/3惠普,这足以为单身家庭泵水。这个模型的操作简单,光伏系统产生的电能形式的直流输出的范围0.5 v - 0.6 v,从而改善电压水平这么低电压直流-直流提升转换器,提高变换器的输出现在美联储的三相逆变器高直流电压转换成交流电压。本文三个水平二极管夹逆变器提出了[5]的SVPWM控制技术。利用SVPWM技术输出电压增强相比也SPWM技术和它使用的所有州状态向量模型即变频调速技术不能使用状态(000和111)。因为这两个州,这个方案比SPWM技术。光伏面板的操作特点是低,直流-直流转换器是推动需要有一个大电压转换比率。MPPT太阳能光伏系统是用来跟踪技术的最大力量即使在多云的条件。 |
| 现任美联储转换器由于优势提出了电压转换器。美联储电压转换器有大量输入滤波电容器由于高输入电流纹波和也有大型变压器匝比提高输出电压,因此voltage-fed转换器不适合抽水应用[19]。现任美联储转换器通常有一个电感器在输入端,从而在低输入电流纹波和消除了输入电容。一般现任美联储转换器来自boost变换器和拥有高升压电压转换比率,这消除了需要变压器匝比。在本文中,提出了提高转炉由于其小部件的大小,更高的效率和简单。此外,输入电流流通,通过提高电感纹波是免费的,这个特性在光伏模块的操作减少了振动,从而翻译,更容易实现MPPT。 |
翻译VI。MPPT控制 |
| 光伏系统的操作点保持在最大功率点翻译通过MPPT方法。MPPT的爬山算法,使用最广泛的光伏应用程序由于其快速的动态响应和简单的实现。翻译工作的MPPT算法主要是基于光伏面板的功率曲线的性质。这个功率曲线可以分为两个方面;一个是左和其他右侧的最大功率点。接近操作点首先分析功率和电压的变化然后算出,正确操作区域光伏面板和调整参考电压。比例积分控制器用于上升或凝结基于该参考电压的电动机转速。 |
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| 术语填充因子(FF)的结合开路电压和短路电流的太阳能光伏面板,面板由填充因数决定的最大功率,它也可以被定义为最大功率的比例来自太阳能电池板的开路电压和短路电流的产物。翻译有几种类型的MPPT算法即perturb-and-observe (P&O),增量电导和恒压等。前两个方法通常被称为山爬山, |
诉闭环直流-直流转换器 |
| 直流-直流提升转换器将加强低水平直流电压(0.5 v至0.7 v)级到高水平直流电压大小。普遍提高转炉操作在充电模式或在放电模式下,开关控制合适的开关决定这些模式的操作。提高变换器电路包含一个电感器在源端,二极管和高频开关电路为主要元素,如下所示。 |
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| V0并给出与之间的关系为: |
 (3) |
| 图7。显示电源的闭环系统提高转换器,输出电压是感觉到与参考电压。错误是由FPGA控制器处理;FPGA控制器的输出调整脉冲宽度保持输出电压恒定,闭环系统的输入电压和输出电压。输出电压降低,达到设定的值。 |
第六,LC -滤波器建模 |
| 在这篇文章中,感应滤波器建模。它是一个二阶滤波器,因为能量储存元素L和c . L-filter相比,它具有更好的过滤能力。LC滤波器的配置很容易设计。感应滤波器的框图如下所示 |
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| 滤波器设计的第一步是找到最好的过滤器。计算设计的阻抗是第二步。最后一步是将从第二步使用L和C值。阻抗形式可以用下面的方程计算。 |
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七世。多层次逆变器 |
| 多级逆变器行业经常使用的高功率应用程序范围的兆瓦级。大部分的工业大功率交流传动。这些大功率交流驱动器有困难时连接到中压电力供应。这个问题已经征服了多级逆变器(多层互连)与高电压水平[15]。三个二极管夹水平逆变器提出了本文对于抽水应用程序,该逆变器的输出是美联储的感应电动机驱动水泵有效[14]。多层互连有夹紧开关,电容和电压源。高功率处理相比,传统的两级逆变器。通过使用适当的PWM方案[5],[8]提出的三个水平二极管夹变频器、谐波有效减少因此提高效率[15]。这三个级别的优势逆变器不需要补充耦合变压器展品高质量的输出波形。 |
| 各种拓扑用于多级逆变器:(1)neutral-clamped(2)飞电容和(3)级联多细胞单独直流源。采用多级逆变器的控制策略有:(1)变频调速技术(2)选择性谐波消除法,和(3)空间矢量调制(SVM)。本文提出了SVPWM控制技术。 |
八世。空间矢量脉宽调制(SVPWM) |
| 逆变器的输出电压是增加了使用SVWPM技术和PWM信号[5]。只在-1980年代提出了这一技术。这种技术是最强大的三相逆变器的PWM技术。在本文中逆变器的输出是由SVPWM控制技术用于提高性能的泵系统和总功率损失降到最低。几个PWM方案实现微处理器技术,这有助于降低切换损失,谐波和精确控制逆变器的输出。利用SVPWM技术输出电压增强相比也SPWM技术和它使用的所有州状态向量模型即变频调速技术不能用美国(000和111)[14]。因为这两个州,这个方案比SPWM技术。 |
| 直流母线的电压可以有效利用空间和产生更少的拉力与变频调速相比。最大SVPWM控制逆变器获得的基本量是90.6%和最大电压15.5% [14]。空间向量表示图7所示参考线或向量是触摸所有的最大点向量,通过就可以形成一个圈内的国家地图。国家地图和圈内的地区被称为调制下,该地区以外的状态模型是已知的调制。这些区域是取决于调制指数。 |
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第九。基于FPGA的设计 |
| 现场可编程门阵列(FPGA)的简单方法实现PWM生成各种电力电子应用。通常FPGA各种逻辑门之间的互连。如果任何需要出现在FPGA设计后,它可以很容易地修改通过改变逻辑块的互连。这个重组特性使它适合使用FPGA设计[16]。使用FPGA实现需要短时间。所以这是最好的方式,实现数字PWM发生器[8]。实现FPGA数字控制器适合小型设计因此成本更低,因此本文基于FPGA的PWM发生器技术进行了探讨。[5],[8]。 |
x PWM逆变器的控制 |
| 直粱转换器的PWM控制图8所示。PWM发生器生成PWM控制信号(VPWM),将之与矩形脉冲,脉冲发生器和喂养开关S1和S3 [5], [8]。值反向矩形波形将之与PWM信号,美联储开关S2和S4。因此输入直流电压调节到所需的交流电压通过提供合适的电源开关打开和关闭时间。 |
| 电源开关通常MOSFET和IGBT。这些电源开关逆变器兼容。逆变器大小减少增加功率开关的开关频率。因此通过适当选择频率的电源开关PWM发生器,我们得到优化逆变器[5]的大小。 |
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习感应电动机 |
| 感应最广泛使用的原因之一是由于其坚固的结构,更多的可靠性、廉价[14]- [15]。这些IM汽车只需要较少的维护,因为我没有刷和滑环。在早期使用直流电机的电气传动由于其变速的特点。现在电力电子技术使现代即时通讯的速度控制方法的发展,导致几乎所有他们的大规模使用电力驱动。 |
| 因此AC马达非常选择固定速度应用在工业以及在国内的应用交流线路功率是可用的。近90%的汽车感应式电机在许多应用程序中viz.洗衣机,空调、工业机械、烘干机、球迷、吸尘器、鼓风机和其他应用程序。本文这IM电机用于抽水系统,如图1所示 |
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十二。结果与讨论 |
| 提出系统由太阳能,在MATLAB仿真软件的设计和模拟环境,这项研究的结果发表在本节。 |
| 规格的光伏系统: |
| 温度变化范围的光伏系统(T) = 298 k |
| 辐照度(G) = 1000 w / m2 - 900 w / m2。 |
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| 直流-直流提升转换器是专为24至48 v以下规范。24 - 60 v, 50 w Boost变换器小信号传递函数分析: |
| 规范的直流-直流提升转换器、植物传递函数(Tp)是由 |
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| 从上述传递函数的波德图分析闭环直流-直流提升转换器,它是发现,下午44.5 o即。稳定裕度,符合要求(30 o-60o)任何实际的转换器。基于翻译的输出电压和电流MPPT fig.13直流-直流转换器。此外,瞬态参数直流-直流转换器翻译的MPPT算法在MATLAB仿真软件的帮助下计算环境和Fig.14。图15代表太阳能光伏阵列的电压是由太阳能光伏模块串联。MPPT基础提高转换器系列组喂给逆变器在闭环操作模式与V / F基于SVPWM控制算法及其波形呈现在图16,图19所示。 |
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| 图16描述了基于SVPWM的控制信号,控制逆变器开关在闭环模式所需的速度,和生产提出了逆变器的输出参数图17。图18中,感应电机的实际速度和参考速度。此外,动态时域参数计算在MATLAB仿真软件环境突然改变负载在0.25秒和在图19所示。 |
十二。结论 |
| 因此它允许每个节点与信息决定是否把消息复制到路径节点通过优化其传播工作提供足够的信息延迟。使用一个通道选择方案提供了频谱利用率同时最小化主系统的干扰水平。使用可靠的算法,它提高了可信度CR-Networks频谱感知的。它使网络节点动态自适应地调节他们的沟通策略根据不断变化的网络环境。 |
引用 |
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