研究目的
通过采用交错并联升压变换器降低光伏(PV)系统的开关频率电压纹波,从而提升发电输出功率,减少功率损耗,并允许使用寿命更长的薄膜电容器替代电解电容器。
研究成果
交错并联升压转换器相比传统升压转换器显著降低电压纹波至少75%,从而提升功率输出并提高最大功率点跟踪效率(最高达99.83%)。这使得可以用寿命更长的薄膜电容器替代短寿命的电解电容器,尤其在低光照条件下能提高系统整体寿命和效率。未来工作可探索更多相数及成本效益分析。
研究不足
该研究假设日照分布均匀,忽略了光伏组件的串联电阻,并使转换器在连续导通模式下运行。它未讨论超过两相的更高相数实现的复杂性或成本权衡。使用特定的光伏组件(BP Solarex)可能会限制其普适性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用交错并联升压变换器(IBC)来降低光伏系统的电压纹波。通过小信号建模和傅里叶级数分析推导一阶谐波电压纹波。研究方法包括数学分析、仿真和实验验证。
2:样本选择与数据来源:
使用由36个多晶串联电池组成的BP Solarex光伏组件(Vmpp=17.1V,Impp=3.5A)。在不同光照和温度条件下测试了单模块、串联和并联等不同配置。
3:1V,Impp=5A)。在不同光照和温度条件下测试了单???、串联和并联等不同配置。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:原型IBC包含电感(350mH)、输出电容(100μF),无输入电容。设备包括安捷伦E4360太阳能阵列模拟器(SAS)、安捷伦N3300A电子负载、用于脉冲生成的MSP430(G2553)微控制器。
4:实验流程与操作步骤:
将光伏输出连接至IBC输入端,变换器输出连接至恒定60V直流母线。开关频率设为20kHz。在不同工况(如单模块、串并联连接)下测量MPPT效率和纹波。
5:数据分析方法:
使用推导的数学模型(如公式6-22用于纹波和功率降低)分析数据,并与传统升压变换器和IBC进行对比。量化效率和纹波幅度。
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获取完整内容-
Solar Array Simulator
E4360
Agilent
Used to program and simulate the test P-V and I-V curves for the PV system in experiments.
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Electronic load
N3300A
Agilent
Used to load the converter output during experimental testing.
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Microcontroller
MSP430 G2553
Texas Instruments
Used to generate the firing pulse for the interleaved boost converter.
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PV module
BP solarex
BP
Used as the photovoltaic source in the experiments, with specific parameters for analysis.
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Interleaved Boost Converter
Prototype
Not specified
Main device under study to reduce voltage ripple and enhance power output in PV systems.
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