基于交流母线的光伏系统充放电技术研究

摘要

在一些远离电网的地区，如西部偏远农村及东部某些沿海岛屿，由于不适宜的地理条件、低人口密度以及由此引起的低电能消耗，从经济角度讲，在这些地区延伸电网是不经济、不合理的。如何提供合适的电力成了人们一直研究和探讨的问题，对此有以下看法:在偏远地区，用电负载比较小，虽可考虑常用的柴油发电机供电，但柴油机存在燃料和维护费用较高、噪声大、污染大、可靠性不高等问题，所以柴油发电机只能作为一种短时应急电源。要提供长期、稳定、可靠的电源，最好利用当地的自然资源，如太阳能和风能。太阳能和风能在时间、地域上的互补性使风、光发电系统在资源上具有最佳的匹配性。因此，风能、光能作主要的供电系统、柴油机发电作应急的供电系统、蓄电池作储能系统组成的风、光、柴、蓄交流母线供电系统将为远离公共电网地区最有前景的供电方式。
　　 本文首先研究开关电源中EMI产生的机理，讨论了EMI的主要干扰形式，并且根据实际经验进行EMI滤波器的设计，给出了详细的设计步骤。然后建立了仿真模型，验证了设计的可行性及其正确性，达到了验证EMI滤波器效果的目的。
　　 然后，讨论了双向DC/DC变换器作为系统的降压、升压部分的可行性，讨论了双向DC/DC变换器的工作原理，利用Pspice建立模型，验证了双向DC/DC变换器降压、升压的功能。与此同时，进行相关电路的设计。
　　 在逆变电路中，分析了全桥拓扑电路的优缺点，选用全桥拓扑结构作为逆变的主电路，并且结合锁相控制技术的要求、PI控制器在控制过程中的运用，建立了Matlab模型，进行仿真，从而验证了拓扑电路以及控制方法的正确性。达到了验证逆变电路的目的。
　　 最后，因为系统的各个部分都需要不同的工作电压，辅助电源在系统中也占有重要的一环，因此，最后一张进行了辅助电源的设计，探讨了CCM模式下斜率补偿的原理，给出了几种补偿方式，并且利用Pspice进行仿真，验证了所设计的辅助电源的正确性。
　　 本文最大的创新点在于充放电控制器可以任意数目的并联使用，相互之间不会互相干扰。