光伏系统经BOOST变换器和直流网络连接,风力涡轮机通过AC/DC换流器连接,能量存储装置通过双向DC/DC换流器连接。
交流负载通过DC/AC换流连接,直流负载通过DC/DC变换或者直接连接。
最后,直流微网由DC/AC逆变器,把电能馈送到大电网。
2。3。1 BOOST变换器
BOOST升压电路,原理图如图2。2 ,它可以使输出电压高于输入电压。输出与输入电压关系为 Vo=Vi/(1-D) 。通过调节开关管占空比,可以改变Vo值。
图2。2 BOOST变换电路原理图
2。3。2 BUCK变换器
BUCK降压电路,即开关直流降压电路,是一种通过控制开关实现直流降压的电路。原理图如图2。3 ,它可使输出电压低于输入电压。输出电压与输入电压关系式为 Vo=DVi 。
图2。3 BUCK变换电路原理图
2。3。3 双向DC-DC换流器
双向DC-DC换流器(Bidirectional DC-DC Converter,BDC)是直直变换的双象限运行。按照工作的象限可以分为三类:电压型双向变换器(一、四象限),电流型双向变换器(一、二象限)和四象限双向变换器[10]。其Ui、Uo极性不变,Ii、Io方向可以改变。双向DC-DC换流能根据能量需要实现双向流动,完成了两个单向变换的功能。如果是用两单向变换器,体积重量都较大,并且成本也高,所以双向变换器有优越性。双向DC-DC原理图如图2。4所示。
图2。4 双向DC-DC原理图
图中,Ub代表储能装置(例如蓄电池)端电压。Uo代表外部电源端电压。
当外部电源功率大于负荷功率,能量存储装置就进入充电模式。IGBT1断开,IGBT2开关可控。当IGBT2开通时,电路简化如图2。5 (a),电流由外部电源经过LC流向储能装置,电压极性不变。当IGBT2关断时,电路简化如图2。5 (b),L中的电流经C2、IGBT1的反向二极管形成回路。
(a) (b)
图2。5 双向DC-DC换流器buck模式电路图
当外部电源功率小于负载功率时,储能装置就进入放电模式,IGBT2断开,IGBT1开关可控。当IGBT1开通时,电路简化如图2。6 (a),电流经过LC向负荷供电,电压极性不变。当IGBT1关断时,电路简化如图2。6 (b)。电流由储能装置经过IGBT2反并联的反向二极管流向外部电源,电压极性不变。
(a) (b)
图2。6 双向DC-DC换流器buck模式电路图
2。4 本章小结论文网
本章先讲解了直流微网基本组成。其次分析了直流微网典型的几种微源,如光伏发电系统、储能装置等,介绍了各种微源的发展情况。最后分析了各种微源接口电路,不同微源采用不同接口变换器。
3 直流微网分模块控制方法
3。1 光伏发电系统控制
不同条件,光伏电池运行于不同最大功率点(maximum power point, MPP)。所以,对于PV系统而言,应该寻找其最大功率点,最大程度将太阳能转化为电能。通过控制策略让PV系统输出最大功率的技术称为最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)技术[11]。
3。1。1 MPPT原理
温度、光强、负载变化对PV系统输出特性影响呈现出一些规律。基于此,可提出开环MPPT方法:定电压跟踪法,插值计算法,短路电流比例系数法等。
而闭环的方法是由对PV系统输出U、I的实时测量和闭环控制来实现MPPT。如扰动观察法、电导增量法。