基于數(shù)字信號(hào)控制器(DSC)光伏水泵變頻器的研究

2013-11-08 15:32 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:洛小辰

0 引言

我國(guó)西部偏遠(yuǎn)地區(qū)仍有上百萬農(nóng)牧民無電力供應(yīng),而且該地區(qū)氣候干旱,土地荒漠化,草原退化情況越來越嚴(yán)重,采用光伏水泵系統(tǒng)合理地開發(fā)地下水資源,對(duì)于解決該地區(qū)的飲水和農(nóng)業(yè)用水問題,改善生態(tài)環(huán)境,具有重要意義。而光伏水泵技術(shù)的核心是專用變頻器的設(shè)計(jì),如何設(shè)計(jì)和太陽電池陣列相匹配,具備太陽電池最大功率點(diǎn)跟蹤及光伏水泵系統(tǒng)特有的各種保護(hù)功能的變頻器,是本文重點(diǎn)。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

1.1 光伏水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

由圖1可知,系統(tǒng)利用太陽電池陣列將太陽能直接轉(zhuǎn)變成電能。經(jīng)過DC/DC升壓,和具有TMPPT功能的變頻器后輸出三相交流電壓驅(qū)動(dòng)交流異步電機(jī)和水泵負(fù)載,完成向水塔儲(chǔ)水功能。其中主要包括4部分:太陽電池陣列;具有TMPPT功能的變頻器;水泵負(fù)載;儲(chǔ)水裝置。

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1.2 變頻器主電路及硬件構(gòu)成

本系統(tǒng)所采用的主電路及硬件控制框圖如圖2所示。主電路DC/DC部分采用性能優(yōu)越的推挽正激式電路進(jìn)行升壓;DC/AC部分采用三相橋式逆變電路。主功率器件采用ASIPM(一體化智能功率模塊)PS12036,系統(tǒng)控制核心由16位數(shù)字信號(hào)控制器dsPIC30F2010構(gòu)成。外圍控制電路包括陣列母線電壓檢測(cè)和水位打干檢測(cè)電路。系統(tǒng)首先通過初始設(shè)置的工作方式和PI參數(shù)工作,然后由MPPT子程序?qū)崟r(shí)搜索出的電壓值作為內(nèi)環(huán)CVT的給定,通過PI調(diào)節(jié)得到工作頻率值,計(jì)算出PWM信號(hào)的占空比,實(shí)現(xiàn)光伏陣列的真正最大功率跟蹤(TMPPT),并保持異步電機(jī)的V/f比為恒值。系統(tǒng)將MPPT和逆變器相結(jié)合,利用ASIPM模塊自帶的故障檢測(cè)功能進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制方便。

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變頻器 控制器 數(shù)字

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