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随着能源危机的日益严峻,世界各国都加快了对新能源的开发和利用。太阳能作为一种新型的绿色可再生能源,具有方便、永不枯竭、无污染的优点,因而成为人们普遍关注的焦点。本文基于这一背景,设计了三相独立式光伏发电系统。整个系统由光伏电池阵列、控制器、逆变器以及蓄电池构成。
首先文章分析了光伏电池和蓄电池的工作原理特性,并综合考虑光伏电池输出特性与蓄电池充电特性来确定系统各部分的主电路拓扑结构及控制方案。
控制器的主电路结构为副边带无源箝位电路的移相全桥软开关变换器,分析了其工作原理及软开关实现的条件,详细叙述了高频变压器、输出滤波电感等元件的设计以及器件的选取和参数的计算。并使用TI公司的TMS320F2812DSP作为主控芯片,应用适应于光伏发电系统的改进的三段式充电法控制移相全桥软开关变换器对蓄电池进行充电。使得控制器既有效的利用了太阳能,同时也很好的保护了蓄电池,延长其寿命。
逆变器主要是由三相全桥逆变电路、滤波器、工频变压器、控制电路等构成的。在dq旋转坐标系下建立其数学模型,并在此基础上采用重复控制与瞬时PID控制相结合的控制策略,以保证系统具有良好的动态性能和稳态性能,控制算法采用DSP2812芯片来实现。基于以上理论对全桥逆变电路、滤波器和控制电路具体参数进行设计并搭建实验平台进行验证。