基于模糊自整定PI双闭环控制的太阳能逆变电源的研制

在独立供电光伏发电系统中,逆变电源是系统中唯一一级能量变换装置,其效率的高低、可靠性的好坏将直接影响系统的性能和投资。 本文探讨了一套完整的光伏独立供电系统的设计方法,并重点研究了逆变电源的软硬件设计。 系统硬件部分主要包括光伏阵列、蓄电池、蓄电池充放电控制电路、推挽变换器、全桥逆变器、输出电压校正环节、SPWM信号的驱动等。光伏阵列的输出功率采用最大功率点跟踪控制策略,通过改变当前的阻抗情况来满足最大功率输出的要求。将蓄电池的24V直流电转变成220V交流电。功率开关器件采用VMOSFET管,它输入的直流电压转变成脉宽调制的交流电压,然后利用推挽变压器转换成310V直流电,最后由全桥变换器把高压直流逆变成所需的交流电,通过检测输出电压,将采样信号送入控制电路,并采用了高性能的DSP控制芯片TMS320F2812以实现SPWM信号的产生以及模糊控制算法等功能。分析和仿真结果相符,从而为逆变电源的软件研究打下了基础。 软件部分主要研究了模糊自整定PI双闭环控制算法。从逆变电源输出特性的理论分析入手,根据逆变电源的数学模型,建立了单相SPWM逆变电源完整的MATLAB仿真模型。为了获得高性能的逆变电源,依据所建立的数学模型和仿真模型,提出了新型的单相逆变电源的设计方案:模糊自整定PI双闭环控制设计方案。从大量的仿真结果中可以看出输出电压波形具有较低的总谐波畸变率(THD),同时还获得了良好的稳态和动态特性。