光-氫轉換系統電力電子模塊研究
加入技術交流群
4 電力電子模塊拓撲選擇與建模
4．1 電力電子模塊拓撲
光伏電池輸出低壓直流電，可與相應電壓等級的電解槽匹配制備氫氣；為在不同光照情況下保證光伏利用率，需使用一級DC／DC變換器跟蹤不同光照下的最大功率。考慮到電解槽對供電電流紋波耐受能力及系統的功率密度，設計中采用圖2所示的雙相降壓變換器向電解槽供電。本文引用地址：http://www.104case.com/article/175863.htm
因兩路電感電流相差180°，可得更高頻、更小的輸出電流紋波；相對于單相降壓變換拓撲而言，在相同輸出電壓紋波情況下，雙向變換器可選取容值偏小的固態電容以增加變換器使用壽命。
4．2 變換器建模
由于雙相降壓變換器的每相元件參數均相同，現對其中一相進行分析。利用等效電源法，可將二極管端電壓uVD用開關函數d(d=1或0)與電源電壓Us的乘積來等效，即uVD=dUs，分別對Us，d引入小信號擾動可得圖3小信號s域等效電路。
若要將光伏功率以電流源形式并入直流網絡，需要控制雙相變換器的輸出電流，則系統控制對象為占空比對電感電流的傳遞函數，由圖3可求出控制對象G(s)公式為：
5 數字控制系統設計
單路本地電流控制系統框圖如圖4所示，其中，r(s)為給定參考信號，r(s)為反饋信號，e(s)為誤差信號，C(s)為控制器傳遞函數，G(s)為控制對輸出電流的傳遞函數，H(s)為傳感器反饋網絡傳遞函數。對于第2路電流，采用相同控制器結構與參考值，形成一個并行雙路閉環系統。
根據穩態運行時的參數及電路參數，在控制對象中，Us=28 V，Req=0．14 Ω，L=40 μH，C=20 μF。電流反饋網絡采用開環霍爾傳感器ACS714加低通濾波器，可求得反饋網絡傳遞函數為：
H(s)=K／(R1C1s+1) (3)
式中：K=0．033；R1=100 Ω；C1=0．1μF。
控制器采用單零點PI算法，則：
C(s)=(Kps+Ki)／s (4)
由上述分析可得閉環傳遞函數為：
φ(s)=C(s)G(s)H(s) (5)
評論