热电发电系统中的差分功率处理技术研究

摘要

由于热电发电(TEG)模块单体功率小、输出电压低,因此传统的热电发电系统均采用TEG模块输出串联之后接集中式变换器的方式.这种系统结构受温差的不均衡分布影响大,易出现各TEG模块的功率失配,因而系统的能量转换效率较低.本文基于差分功率处理的思想,提出了集中-分布混合式和级联型功率转移式两种解决方案,通过对各TEG模块间不平衡功率的处理,将各模块的输出调节至最大功率点,以提高系统的输出功率和整体能量转换效率.文中给出了两种方案完整的电路设计,提出了相应的控制策略,并研制了两套实验样机.通过样机实验证明,本文提出的集中-分布混合式和级联型功率转移式两种差分功率处理方案均可行有效.在连接多个温差分布不均衡的TEG模块时,采用这两种方案均可使各TEG模块实现MPPT,系统的总输出功率均高于仅采用集中式变换器的热电发电系统.