小型风电buck软开关mppt研究

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1、第46卷第7期电力电子技术Vo1．46，No．72012年7月PowerElectronicsJuly2012小型风电Buck软开关MPPT研究张兴进，沈锦飞，于彬(江南大学，电气自动化研究所，江苏无锡214122)摘要：以小型风力发电系统为研究对象，针对系统自身能量损耗问题，研究了非隔离式有源无损缓冲Buck变换器。该变换器结构简单，易于控制，保证在消耗很小平均功率的同时，在较宽负载范围内使主、辅开关管和续流二极管均实现软开关，降低了开关损耗和功率管所承受的压降，同时使系统具有较高的功率因数。详细介绍了该变换器的原理和工作过程。最后通过仿真和实验验证

2、了变换器主、辅开关管和续流二极管均能实现软开关．从而提高了风力发电系统发电效率。关键词：变换器；软开关；风力发电中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)07—0007-03ResearchonSmal1．scaleWindPowerGenerationBuckSoft-switchingMPPTZHANGXing-jin，SHENJin—fei，YUBin(J／angnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Anactive-losslesssnubberBuckconverter

3、isstudiedfortheproblemofenergylossofthesmall-scalewindpowersystem．Itsstructureissimpleanditiseasytocontro1．Soft-switchingcanberealizedinthemainandauxiliaryandthefreewheelingdiode．Switchinglossesandpressuredropofswitchingdeviceisgreatlyreduced，atthesanletimethesystemhashigheficie

4、ncyandpowerfactor．Theworkingprincipleofthecircuitisanalyzed．Finally，simulationandexperimentalresultsverifytllattheconve~ermainandauxiliaryswitchandfreewheelingdiodeof山econve~ercanachievesoft—switching，thustransmissioneficiencyofphotovol~icpowergenerationisimproved．Keywords：conve

5、ner；soft—switching；windpowergeneration1引言复杂等【3]。这里介绍了一种非隔离式有源无损缓冲Buck变换器【，该变换器可使主、辅开关管和续流风力发电的成本一直是制约其发展的一个重二极管在较宽的负载范围内实现软开关。要因素，虽然近年来其成本有所下降。但与水电和煤电相比还相差甚远。减小风力发电系统本身损2有源无损Buck变换器拓扑及工作原理耗，提高发电效率是降低发电成本的一个有效途图1示出风力发电系统结构。风力机发出的径。采用高频开关管解决了电气装置小型化时遇交流电整流成直流电，经电容滤波后，输入有源无到的诸多问题，但

6、传统风力发电DC／DC变换器的损Buck变换器进行最大功率点跟踪(MPPT)和功开关管工作在硬开关状态．高频率使得开关损耗率因数校正．然后1路经DC／AC逆变器逆变成增大，降低了整机效率【lJ。软开关技术可解决此问220V／50Hz市电：另1路经双向PCS给蓄电池充题。近年来国内外提出了许多软开关技术．如谐振电。在MPPT过程中，通过采集电流和电压控制开关技术、零开关技术和零转换技术。其中零转换Buck变换器占空比，从而间接控制风力机。电路是通过引入辅助电路．利用辅助开关控制谐振元件的谐振过程，实现软开关．减小了开关损力霹变换器Il}IlIDC／Ac随

7、H兰耗[2]。尽管目前出现了许多新型拓扑电路，但仍存在不足，如电路中电压电流应力大、辅助开关工作FUgsVQ控制器在硬开关状态、电路内部交换的无功功率大、电路·—----—__J／gsVQ2图1有源无损Buck变换器风力发电系统结构Fig．1Thesystemstructure定稿日期：2011一l2—06作者简介：张兴进(1984一)，男，江苏徐州人，硕士，研究方图2a示出所采用的有源无损Buck变换器拓向为新能源发电与控制技术。扑电路，其有源缓冲电路由VD。，VD：、主二极管7第46卷第7期电力电子技术Vo1．46．No．72012年7月Power

8、ElectronicsJuly2012VD及辅助开关管VQ构成，VQ为主开关管，，f=++Ld