本文格式为Word版，下载可任意编辑光伏发电期末大作业光伏水泵系统组成及工作原理 光伏发电原理与应用 期末大作业 姓 名： 崔 亮 班 级： 0312406 学 号： 031240610 指导教师： 李 绍 武 题目1. 光伏水泵系统组成及工作原理 1.系统组成及工作原理 1．1光伏水泵系统的布局图 由图1可知，系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变成电能经过DC／DC升压，和具有TMPPT功能的变频器后输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向水塔储水功能其中主要包括4片面：太阳电池阵列；具有TMPPT功能的变频器；水泵负载；储水装置 1．2变频器主电路及硬件构成 本系统所采用的主电路及硬件操纵框图如图2所示主电路DC／DC片面采用性能优越的推挽正激式电路举行升压；DC／AC片面采用三相桥式逆变电路主功率器件采用ASIPM(一体化智能功率模块)PS12036，系统操纵核心由16位数字信号操纵器dsPIC30F2022构成。
外围操纵电路包括阵列母线电压检测和水位打干检测电路系统首先通过初始设置的工作方式和PI参数工作，然后由MPPT子程序实时探寻出的电压值作为内环CVT的给定，通过PI调理得到工作频率值，计算出PWM信号的占空比，实现光伏阵列的真正最大功率跟踪(TMPPT)，并保持异步电机的V／f比为恒值系统将MPPT和逆变器相结合，利用ASIPM模块自带的故障检测功能举行检测和养护，布局简朴，操纵便当 1．2．1 DC／DC升压电路简述 1．2．1．1主电路选择 对于中小功率的光伏水泵来说，光伏阵列电压大都是低压(24v、36v、48V)，对于升压主电路的选择，人们一般选择推挽电路，由于推挽电路变压器原边工作电压就是直流侧输入电压，同时驱动不需隔离，因此对比适合输入电压较低的场合但是偏磁问题是制约其应用的一大不利因素，功率管的参数差异和变压器的绕制工艺都有可能使推挽电路工作在一种不稳定状态基于诸多因素的考虑，本系统采用了布局别致的推挽正激电路，此电路拓扑不仅抑制了偏磁问题，而且闭环操纵也对比轻易(二阶系统) 1．2.l.2推挽正激电路简朴分析 推挽正激电路如图2所示，由功率管S1及S2，电容C8和变压器T组成，变压器T原边绕组N1及N2具有一致的匝数，同名端如图2所示。
当S1及S2同时关断的时候，电容C8两端电压下正上负，且等于阵列电压，当S1开通，S1、N2和光伏阵列构成回路，N2上正下负，同时C8、N1和S1构成回路，C8放电，N1下正上负，此时的工作相当于两个正激变换器的并联同理，当S2开通S1关断时，也相当于两个正激变换器的并联经过理论分析，推挽正激电路是一个二阶系统，因此闭环操纵简朴，同时输出滤波电感和电容大大减小 1.2.2 dsPIC30F2022简朴介绍 Microchip公司通过在16位单片机内高明地添加DSP功能，使Microchip的dsPIC30F数字信号操纵器(DSC)同时具有单片机(MCU)的操纵功能以及数字信号处理器(DSP)的计算才能和数据吞吐才能由于它具有的DSP功能，同时具有单片机的体积和价格，所以本系统采用此芯片作为操纵器此芯片主要适用于电机操纵，如直流无刷电机、单相和三相感应电机及开关磁阻电机；同时也适用于不休止电源(UPS)、逆变器、开关电源和功率因数校正等dsPIC30F2022管脚示意如图3所示 1．2.2．1主要布局 12KB程序存储器； 512字节SRAM： 1024字节EEPROM； 3个16位定时器； 4个输入抓获通道； 2个输出对比／标准PWM通道； 6个电机操纵PWM通道； 6个10位500kspsSA／D转换器通道。
l 2．2．2主要特点 A／D采样速度快且多通道可以同时采样； 6个独立／互补／中心对齐／边沿对齐的PWM： 2个可编程的死区； 在噪声环境下5V电源可正常工作； 最低工作电压3V； A／D采样和PWM同期同步 2光伏水泵最大功率点跟踪(MPPT)设计 2．1常规恒定电压跟踪(CVT)方式的特点与缺乏 CVT方式可以近似获得太阳电池的最大功率输出，软件上处理对比简朴但实际上日照强度和温度是时刻变化的，尤其是在西部地区，同一天中的不同时段，温度和日照强度变化都相当大，这些都会引起太阳电池阵列最大功率点电压的偏移，其中尤以温度的变化影响最大在这种处境下，采用CVT方式就不能很好地跟踪最大点 2．2 TMPPT的原理与实现 为抑制CVT方式弊端，提出了TMPPT(TrueMaximum Power Point Tracking)概念，其意思是“真正的最大功率跟踪”操纵，即保证系统不管在何种日照及温度条件下，始终使太阳电池工作在最大功率点处由于逆变器采用恒V／f操纵，故水泵电机的转速与其输入电压成正比，因此，调理逆变器的输出电压，就等于调理了负载电机的输出功率。
故本系统采用TMPPT方式使太阳电池尽可能工作在最大功率点处，为负载供给最大的能量 由太阳电池阵列的特性曲线(见图4)可知， 在最大功率点处，dP／dv=O，在最大功率点的左侧，当dP／dV>O时，P呈增加趋势，dP／dVO时，P呈裁减趋势，dP／d v0，那么Z1为+1，Z2为+1，Z3为+l，Usp*指令电压持续增加如dP／dV