基于四管Buck-Boost的数字控制光伏功率优化器的研究 基于四管Buck-Boost的数字控制光伏功率优化器的研究 PAGE / NUMPAGES 基于四管Buck-Boost的数字控制光伏功率优化器的研究 基于四管 Buck-Boost 的数字控制光伏功率优化器的研究 在当前全球能源日益枯竭、生态环境恶化以及温室效应等问题的背景下 , 光 伏发电受到世界各国的高度重视 , 并获得了快速的发展。光伏阵列结构优化方式 以及功率优化拓扑的选择与控制是解决光伏阵列能源利用不充分、 系统效率低的 关键因素。 论文就小规模独立式光伏发电系统的阵列结构及 DC/DC优化器展开了深入 的探讨和研究。论文阐述了光伏发电系统的研究现状和存在的问题 , 深入分析了 基于四管 Buck-Boost 变换器功率优化器的关键问题。 首先对常见的功率优化结构进行简单的介绍 , 针对各自的结构上的特性以及 能量传输的特点 , 分析了其优点和存在的问题。论文特别对并联分布式功率优化 结构的工作原理进行详细分析 , 针对该结构的输入输出特性 , 论文以四管 Buck-Boost 变换器为拓扑设计其功率优化器。 由于数字控制灵活性高、 抗干扰能力强 , 且成本较低 , 因此论文采用基于 DSP 的数字控制方式。四管 Buck-Boost 具有两个自由度的特性 , 其控制方式可分为单 占空比和双占空比 , 控制环路可分为单环控制和双环控制。 通过分析各自优缺点 , 采用了单环双占空比控制策略。在此控制策略的基础 上 , 论文针对系统的平稳过渡、环路控制、数字 PID 补偿器设计等问题进行了详 细的分析和论述。 另外 , 光伏发电系统控制器的建模方式为输入控制建模 , 在不同工作模式下 , 论文推导了各自的平均小信号模型 , 并根据原始系统传递函数设计了数字分段补 偿器 , 对不同工作模式进行 PI 补偿 , 以提高系统的动态性能。 最后 , 论文阐述了系 统的基于数字控制的硬件架构 , 重点介绍了系统关键电路的硬件设计 , 搭建了 660W的光伏发电实验平台。 论文对四管 Buck-Boost 的最大功率点跟踪功能进行了测试和波形分析 , 并 对系统效率进行了逐点统计。 实验波形和数据有效地验证了论文理论分析的可行 性。