基于光伏MPPT的三端口諧振變換電路研究

隨著科技的發(fā)展,煤炭、石油等化石能源的消耗與日俱增。然而這類能源資源有限,因此,如何高效地開發(fā)與利用可再生能源資源給人們帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。而在各類可再生能源中,太陽(yáng)能占有著極其重要的地位,對(duì)各類光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究也得到了如火如荼的開展。其中,獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)是一類典型的光伏發(fā)電系統(tǒng)。而在獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,很多研究人員已經(jīng)將儲(chǔ)能裝置與發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)合研究,如何高效地在儲(chǔ)能裝置、發(fā)電裝置和負(fù)載設(shè)備三個(gè)端口之間傳輸能量成為了極具價(jià)值的研究方向。此外,為了提高太陽(yáng)能的利用效率,已經(jīng)有很多學(xué)者將LLC諧振軟開關(guān)技術(shù)應(yīng)用到了獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,在實(shí)現(xiàn)光伏最大功率跟蹤的同時(shí),大大提高了系統(tǒng)的能量傳輸效率。在本文中,論文首先對(duì)兩端口半橋LLC諧振變換電路的工作原理進(jìn)行了研究,對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和選取,搭建了仿真模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,LLC諧振電路能夠?qū)崿F(xiàn)較高的能量傳輸效率。其次,論文以集成雙向Buck/Boost電路的全橋LLC諧振三端口變換電路(Three-Port Converter,TPC)為研究對(duì)象,建立了電路的工作模型,分析了該TPC拓?fù)涞暮铣蛇^程、端口間功率流分析和具體工作過程分析。根據(jù)不同占空比與歸一化頻率,變換器工作分為了四種不同的工作模式。論文對(duì)其中一種工作模式重點(diǎn)進(jìn)行了分析,推導(dǎo)出了電路的開環(huán)傳遞函數(shù),并對(duì)變換電路的增益特性、輸入電流紋波特性和軟開關(guān)特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析。然后,論文提出了一種基于PWM+PFM混合調(diào)制的模擬控制策略,并對(duì)該控制策略的控制原理進(jìn)行了分析。并推導(dǎo)出了電路的閉環(huán)傳遞函數(shù)。最后,論文選取了合適的參數(shù),對(duì)所提出的PWM+PFM混合調(diào)制控制策略在集成雙向Buck/Boost電路的全橋LLC諧振變換電路中的應(yīng)用進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,對(duì)電路四種能量傳輸模式進(jìn)行了分析,并對(duì)占空比變化時(shí)的工況進(jìn)行了討論。