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摘 要:本文根据光伏阵列特性及其最大功率跟踪的特点,结合STM32的高处理性能,设计了基于STM32为核心的阵列MPPT控制、蓄电池容量预测及充放电于一体的三相光伏能量管理系统。其前级包括DC/DC转换的升压电路,后级为直流电能储能与DC/AC逆变,采用SPWM电压电流双环控制。

关键词:三相光伏能量管理系统;MPPT控制;SPWM电压电流双环控制

近年来,人们对太阳能进行不断的探索,太阳能发电的利用率有了很大提升,本设计之一就是利用现代的技术发展,提升发电的可靠性与利用率。

1 三相光伏并网系统的组成结构

根据变化器与逆变器两部分,三相光伏并网可以分成2部分。前级AC/DC升

压部分采用的是全桥LLC谐振变换电路,将光伏阵列输出的低压40~55V升高到500V。后级主要是直流电进行储能以及DC/AC逆变部分。主体是利用STM32进行核心控制。光伏发电系统的结构框架如图1所示。

2 最大功率跟踪方法(MPPT)

在直流升压部分,由于每个时间的光照与温度不一样,光伏阵列的电压和短路电流会有很大的变化,导致整个系统不稳定,效率不大。光伏阵列获得最大功率点,可以用MPPT的方法,,使光伏发电系统在每个时间获得最大的功率输出。

3 前级DC/DC 升压部分

前级采用LLC谐振变换电路进行升压,可如图2所示。

图2电路主要包括开关网络、谐振网络、整流网络3个部分。其中,开关网络由开关管Q1—Q4组成;谐振网络是由谐振电感Lr、谐振电容Cr以及励磁电感Lm组成;整流网络由二极管D1—D4组成的不可控整流电路。LLC谐振变换电路谐振网络有2个谐振频率,一个是当变压器副边导通时Lm短路,只有Lr与Cr组成的谐振频率fs;另一个是Lr,,Cr,Lm共同参与组成的谐振频率。由此可以得到一下公式:

由公式可得,LLC谐振电路工作频率有3个范围,分别是f>fs,fm

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