负载适应型光伏模块集成式变换器设计.pdf

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1、第49卷第2期电力电子技术Vo1．49，No．22015年2月PowetEleetronicsFebruary2015负载适应型光伏模块集成式变换器设计阚世奇，蒋伟(扬州大学，水利与能源动力工程学院，江苏扬州225127)摘要：此处研究了负载适应型模块集成式变换器(MIC)的有限状态机及最大功率点跟踪(MPPT)算法。利用状态空间平均法求解变换器在输出电压控制模式下的传递函数并设计了控制器：分析了MIC在不同运行工况下控制变量的特征，并以此为依据设计了系统的有限状态机．实现了控制回路层面上状态快速切换：为有效解决光伏MPPT快速性与最

2、大功率点稳态振荡的问题，光伏MPPT采用变步长电阻增量法。系统采用dsPIC33FJ06GS606数字信号控制器实现底层闭环控制的有限状态机与MPPT算法。并通过样机实验验证了系统设计的可行性。关键词：模块集成式变换器；有限状态机：最大功率点跟踪中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—10ox(2015)02一OO44—03TheDesignofLoadAdaptivePhotovoltaicModuleIntegratedConverterKANShi．qi．JIANGWei(YangzhouUniversity，Ya

3、ngzhou225127，China)Abstract：Themaximumpowerpointtracking(MPPT)andthefinitestatemachineforaloadadaptivemoduleintegr—atedconverter(MIC)arestudied．Thetransferfunctionundertheoutputvoltagecontrolmodeisobtainedbyusingst—atespaceaveragingmethod，andbasedonthistheclose-loopcont

4、rollerisdesigned．Thesignaturesofthecontrolvari—ablesareanalyzedunderdiferentloadconditions，andthefinitestatemachineforMICisproposedbasedonthesig—natureanalysis，withwhichfaststatetransientisachievedonthelocalcontrolloopleve1．Inordertoachieveefectivepowertrackingandattenu

5、atethepoweroseiHationinsteadystate，thevariablestepincrementalresistancemethodisproposed．AdsPIC33FJO6GS606digitalsignalcontrollerisusedtoimplementthefinitestatemachineintegratedwithlocalcontrolloopandthedesignofMPPT．Theexperimentalresultsprovethefeasibihtyoftheproposedde

6、sign．Keywords：moduleintegratedconverter；finitestatemachine；maximumpowerpointtrackingFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51207135)；NaturalScienceFo·undationofJiangsuProvince(No．BK2012266)1引言也应相应改变。以适应不同场合的应用。目前，MIC的控制策略大部分都是通过流程图多条件判MI

7、C在光伏发电系统中的应用广泛．根据其断的方式实现切换．这种方法实现复杂且系统的输出端连接方式可分为串联型和并联型两类。实时性得不到保证。所以，研究一种能够满足MICMIC可与光伏电池高度集成。提高能量利用率以多工况快速切换的方法非常迫切。及减少部分遮蔽故障对光伏发电系统的影响。此处分析了Boost型MIC，对关键的MIC有限目前，针对MIC的研究多以电路拓扑、效率状态机的设计和最大功率设计进行了深入研究．优化和串并联运行为主．而未讨论MIC输出接不包括电力电子变换器的建模、控制系统设计、状态同负载及工况的切换设计。而光伏板常见的工作切

8、换设计和最大功率设计。在保证系统的稳定运状态为：①直接带负载；②接电池储能；③串联后行的前提下，有效解决MPPT的动态响应与稳态并网发电；④开路不带载。所以集成MIC后，随着振荡这一矛盾．并在控制回路层级上进行状态切光伏