数字式通用型电池模拟器的设计与实现

设计了一种基于DSP和电力电子技术的大功率大容量数字式通用型电池模拟器.模拟器的硬件采用三相电压型PWM变换器作为主拓扑,可模拟铅酸蓄电池、锂电池、燃料电池、液流电池、光伏电池等多种新型电池外特性;模拟器的软件设计基于电池3阶动态模型的模拟算法和双闭环控制算法,保证模拟器具有极高的模拟精度和快速的跟踪能力,并给出了软件设计流程;仿真和实验结果表明,所设计的电池模拟器电压控制偏差为±0.2 V,模拟精度高,电压纹波小,跟踪速度快,控制效果理想.     

基于ARM的数字式光伏电池模拟器

详细分析了光伏电池阵列的电气特性,提出了光伏电池模拟器数字式控制的理论依据。设计了基于ARM控制的主电路为BUCK电路的数字式光伏阵列模拟器,并采用电压、电流双环PI调节对BUCK电路进行控制,以提高系统的动态响应能力及稳定性。对光伏电池特性曲线进行分段多项式拟合,基于ARM控制单元完成采样、计算和PWM输出,实现对光伏电池模拟器的数字式控制。在Matlab中建立了数字式光伏电池模拟器仿真模型,实现了不同负荷下的输出特性仿真,验证了设计的合理性。     

基于DSP的数字式光伏模拟器研究

提出一种单相脉宽调制(PWM)整流器和Buck电路组合的主电路拓扑结构。单相PWM整流器采用无差拍电流控制,使光伏模拟器能快速准确地跟踪给定电流信号且提高网侧功率因数。光伏模拟器利用太阳能电池工程数学模型,可反映光照强度和温度变化对实际I-U特性曲线的影响。根据数字信号处理器(dSP)计算特点及各种模拟器曲线生成方法的优缺点比较,提出了查表法与计算法相结合的方法,可以准确模拟各种情况下光伏阵列的输出特性。实验结果证明了所提拓扑结构和控制方法的可行性和理论分析的正确性。     

一种简单的光伏电池模拟器

基于光伏电池的输出特性,提出了一种模拟光伏电池输出特性的光伏电池模拟器简单实现电路。该电路由1个恒定电流源和n个串联二极管并联组成,其原理是利用不同组合的二极管P-N结的非线性特性。通过调节电流源的电流和二极管的个数,实现不同光照和温度下光伏电池输出特性的模拟。计算机仿真和电路实验结果验证了所设计光伏电池模拟器的有效性。     

基于DSP控制的光伏电池阵列模拟器的研究

针对光伏电池阵列模拟器设计中仅使用电压控制或电流控制方式引起输出电压和电流波动的问题,提出了一种复合控制策略,将光伏电池阵列Ⅰ-Ⅴ特性曲线以最大功率点划分为两个区域,在近似恒流源段电流控制方式有效,在近似恒压源段电压控制方式有效.MATLAB软件的仿真结果验证了基于TMS320F2812 DSP控制的光伏电池阵列模拟器系统的可行性,当负载发生变化时模拟器能够在较短时间内稳定于该负载所对应的工作点输出.采用复合控制策略能有效地减小输出电压和电流的波动,且系统稳定,动态响应快.     

一种新型三相电压型PWM整流器混合控制方法

为了提高三相电压型PWM整流器直流电压响应特性,提出了基于EL模型的无源控制与非线性PI控制相结合的混合控制方法。根据电压型PWM整流器主电路的拓扑结构,建立了其在两相同步旋转dq坐标系下的EL模型。利用基于EL模型和注入阻尼方法设计的无源控制器控制交流电流,利用非线性PI控制器控制直流电压,使整流器直流电压具有优秀的动、静态特性和对负载的鲁棒性;同时,也实现了交流电流正弦化及单位功率因数。仿真和实物实验结果均表明,提出的三相电压型PWM整流器混合控制方法是可行的。     

基于光伏电池模拟器的最大功率点跟踪控制研究

不论光照强度及环境温度如何变化,最大功率点跟踪控制都可以使光伏电池输出最大功率.由于照度、环境温度等条件不可控,变化周期长,在光伏阵列发电系统中研究最大功率点跟踪控制有众多不便.提出一种光伏电池模拟器,在实验室内可以模拟光伏电池特性,改变照度等外界条件.分析了在DC-DC变换器中控制占空比实现最大功率点跟踪控制的方法,在基于光伏电池模拟器构建的实验系统中实现了不同照度下的最大功率点跟踪控制.     

一种新型光伏阵列模拟器的设计研究

在设计离网或并网运行的光伏发电系统时,如果使用真实的光伏阵列,不仅成本高、难度大,而且也难以实现各种环境条件下系统的运行状况。本文提出了一种利用虚拟仪器和恒流源等设备组成光伏阵列模拟器的快速设计方法。首先,通过对光伏电池的物理特性的分析,提取出光伏的数学模型。在Matlab环境下将实际测得的光伏特性曲线与由数学模型得到的曲线相比较,仿真结果证明该数学模型能够很好的模拟实际光伏输出。该方法利用数据采集卡对负载的电压进行检测,通过计算光伏阵列的数学模型得出模拟光伏阵列的输出电流,最后通过GPIB总线控制恒流源,由此也实现了基于恒流源的光伏阵列模拟器。     

基于PWM整流器大功率光伏阵列模拟电源的研究

鉴于传统双级式光伏阵列模拟电源结构复杂,功率小等问题,提出了基于PWM整流器的大功率光伏特性模拟电源.新型光伏阵列模拟电源以PWM整流器SVPWM双环控制为基础,对 id,ia,解耦控制,以电流环取代电压外环,以电流前馈补偿实现无静差控制.同时,给出光伏阵列模拟电源特性简单的测试电路,通过Matlab/Simulink仿真研究得到了P-V以及I-V特性曲线,实现了光伏特性曲线的模拟,满足工程应用的需要,进而证明了原理的可行性.     

不平衡输入整流器多频复合谐振单周期控制

基于单周期控制(OCC)的三相功率因数校正(PFC)整流器控制简洁且无需电网电压锁相及采样,在中小功率场合受到广泛应用.以三相三桥臂PFC整流器拓扑为研究对象,详细分析了整流器存在输入扰动/不平衡时,对基于OCC控制的PFC整流器控制环路及外特性影响.指出了控制环路及直流侧输出所存在的n±1倍频脉动信号经过开关函数作用,耦合至输入交流侧使得PFC交流电流含有丰富的奇次谐波,严重影响输入电流波形质量.为了改善上述工况下的PFC整流器外特性,提出一种新颖的基于多频复合谐振OCC改进控制策略,有效抑制了控制环路中含有的多频段脉动信号,提升了输入电流品质.上述分析和研究成果的正确性均获得了仿真与实验验证.