智能光伏充电控制系统的研究

在能源日渐枯竭、环境污染日益严重的今天,太阳能作为一种新兴的绿色能源,以其取之不竭、用之不尽、无污染等优点,受到人们越来越多的重视。作为太阳能利用的一种有效方式,光伏发电技术得到了迅速地发展。 光伏充电控制系统是光伏发电系统中重要的组成部分,光伏电池将太阳能转变为电能,蓄电池将转化出来的电能储存起来,充电控制系统在该过程中起着枢纽作用。本文以光伏充电控制系统作为研究对象,从系统的参数选择、拓扑结构、控制策略、最大功率跟踪及蓄电池的保护等方面作了详细的分析和研究。论文主要工作如下: 1)本文详细介绍了最大功率点跟踪技术在光伏充电系统中的应用,分析和比较了常用的最大功率点跟踪方法的优缺点,讨论了一种改进的MPPT算法——“山峰”逼近法。与原有的跟踪方法相比,该方法具有良好的启动特性,最大功率点跟踪精度、系统对外界条件变化的响应速度和运行的稳定性都有一定的提高。仿真结果表明这种算法能够准确地找到最大功率点。 2)通过对蓄电池充电特性和常用充电方法的分析,制定了本文所采用光伏充电方法,其充电过程分为最大功率充电、恒压充电和浮充电三种状态。该方法综合了恒流充电快速、安全的优点和恒压充电能够控制过充电以及在浮充状态保持电池100%电量的优点。 3)分析和比较了不同光伏充电控制系统的结构、性能和特点,确定采用Buck拓扑作为智能光伏充电系统的主电路结构,该电路结构简单,运行可靠,可以满足最大功率跟踪和光伏充电的要求。给出了该系统主电路、控制电路各元件参数的选择和系统的软件设计流程图。 4)根据前面的理论研究,本文设计制作了智能光伏充电控制系统的实验样机,并进行了实验研究,获得了良好的实验结果。