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峻的考驗。而在各類可再生能源中,太陽能占有著極其重要的地位,對各類光伏發(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)。而在獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,很多研究人員已經(jīng)將儲能裝置與發(fā)電系統(tǒng)進行了結(jié)合研究,如何高效地在儲能裝置、發(fā)電裝置和負載設(shè)備三個端口之間傳輸能量成為了極具價值的研究方向。此外,為了提高太陽能的利用效率,已經(jīng)有很多學(xué)者將LLC諧振軟開關(guān)技術(shù)應(yīng)用到了獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,在實現(xiàn)光伏最大功率跟蹤的同時,大大提高了系統(tǒng)的能量傳輸效率。在本文中,論文首先對兩端口半橋LLC諧振變換電路的工作原理進行了研究,對電路的參數(shù)進行了計算和選取,搭建了仿真模型并進行了實驗驗證。實驗結(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)為研究對象,建立了電路的工作模型,分析了該TPC拓撲的合成過程、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。論文對其中一種工作模式重點進行了分析,推導(dǎo)出了電路的開環(huán)傳遞函數(shù),并對變換電路的增益特性、輸入電流紋波特性和軟開關(guān)特性進行了詳細的分析。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,并對該控制策略的控制原理進行了分析。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)用進行了仿真驗證,對電路四種能量傳輸模式進行了分析,并對占空比變化時的工況進行了討論。