论文部分内容阅读
随着光伏技术的发展,太阳能的转化效率不断提高,光伏电源可以不受地域限制使用,使得其成为利用太阳能的一种重要方式。储能系统所使用的铅酸蓄电池作为转化效率较高的传统能源储备方式,但这些蓄电池并不是针对光伏系统而设计,常规蓄电池充放电使用条件难以适应光伏发电的波动性和不可预测性,这便导致蓄电池使用寿命和效率严重降低,特别是蓄电池占独立光伏系统的成本较大。所以对光伏系统最大功率点跟踪控制技术(MPPT)和蓄电池充放电技术的研究对于提高系统运行效率、降低成本极为重要。首先,论文分析了独立光伏发电系统中光电池的多峰发电特性与铅酸蓄电池充电特性,并论述光伏电池的输出特性与蓄电池结合时蓄电池实际面临的欠充、过充、极化等问题。以马斯最佳充电理论为基础,将最大功率跟踪技术与蓄电池三阶段充电法相结合,保证在对太阳能的能量最大效率利用条件下,提出一种基于MPPT算法的三阶段蓄电池充电法。同时针对传统MPPT算法在局部遮荫下最大功率跟踪失效导致能量利用率降低,设计一种改进蚁群算法与导纳增量算法结合的智能MPPT算法,即使是在光电池功率多峰输出时仍能保持最大能量对蓄电池进行充电避免蓄电池长期的欠充状态,从而延长蓄电池使用寿命。在虚拟仿真平台Labview中对设计的算法仿真,仿真结果显示所设计算法具有良好动态跟踪能力和跟踪效果。其次,对光伏蓄电池充电系统实验平台进行硬件电路和软件程序等设计。整个控制电路以BUCK电路为拓扑结构,核心器件选用TMS320F2812DSP数字处理器,对蓄电池充放电电路、信号采集电路、驱动电路等外围电路进行设计与焊制。软件程序设计通过在CCS3.3开发平台上对各部分功能程序进行模块化编译、调试,在主程序通过中断程序根据需求对子程序进行调用从而完成所需控制功能。最后,不断对硬件电路元器件参数进行测试、调整以及对软件系统调试、运行,将软件系统与硬件平台相互结合完成光伏系统蓄电池充放电实验,得出并统计实验数据,并对充电质量、充电效果分析。实验结果表明,独立光伏系统可靠运行,所设计的充电控制策略实现充电过程中充电模式的智能切换,充电效率超过96.1%,通过实际工程应用效果也反映出本策略的优越性,满足设计要求。