近年來,隨著太陽能電池板價格的下降和光電轉(zhuǎn)換效率的提升,與傳統(tǒng)集熱式太陽能熱水器相比,成本低且安裝使用方便的光伏電熱水器方案有了一定的可行性和實用性。但光伏電熱水器系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng),其負載為固定阻值的加熱棒,DC-DC變換器必須具有靈活、寬范圍的增益才可以實現(xiàn)實時最大功率跟蹤,為了有效解決這一問題,本文研究了一種雙邊補償單管準諧振變換器,并為其設(shè)計了最大功率點跟蹤的具體實現(xiàn)方案。主要工作如下:本文以光伏電熱水器系統(tǒng)為主要研究對象,首先研究了太陽能熱水器的發(fā)展歷程和光伏電熱水器的可行性和實用性,并對各類應(yīng)用于光伏電熱水器系統(tǒng)的DC-DC變換器進行了研究分析。然后選擇雙邊補償單管準諧振電路作為光伏電熱水器的主電路,并對電路工作原理和過程進行了研究,接著給出電路增益和開關(guān)管應(yīng)力曲線,最后確定了求解電路諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的方法。詳細研究了光伏電熱水器實現(xiàn)MPPT的特殊性,光伏電熱水器實現(xiàn)實時最大功率跟蹤,必須使用升降壓DC-DC變換器作為主電路,并對此進行了理論分析和驗證。然后提出了基于對數(shù)變步長的擾動觀察法,大大提高了擾動觀察法的跟蹤速度,減小了在最大功率點處的功率震蕩。對實驗中太陽能電池...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題的背景和意義
    1.2 太陽能DC-DC變換器的研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.3.1 本課題研究內(nèi)容
        1.3.2 本課題創(chuàng)新點
    1.4 小結(jié)
第二章 光伏電熱水器主電路研究
    2.1 雙邊補償式單管準諧振變換器的研究
        2.1.1 主電路結(jié)構(gòu)
        2.1.2 工作過程研究
        2.1.3 等效模型研究
    2.2 雙邊補償式單管準諧振電路特性分析
        2.2.1 補償參數(shù)研究
        2.2.2 電路增益研究
        2.2.3 電路開關(guān)管應(yīng)力研究
        2.2.4 電路軟開關(guān)實現(xiàn)研究
    2.3 變壓器設(shè)計
    2.4 小結(jié)
第三章 光伏電熱水器MPPT及控制策略研究
    3.1 光伏電熱水器的MPPT研究
        3.1.1 基于變換器增益特性的MPPT研究
        3.1.2 基于變換器輸出電壓的MPPT研究
    3.2 單峰值最大功率點跟蹤控制方法
        3.2.1 恒定電壓法
        3.2.2 擾動觀察法
        3.2.3 電導增量法
        3.2.4 基于對數(shù)變步長擾動觀察法的MPPT
    3.3 多峰值最大功率點跟蹤控制
        3.3.1 局部遮擋下光伏陣列的輸出特性
        3.3.2 基于極值搜索和對數(shù)型變步長相結(jié)合的MPPT
    3.4 光伏電熱水器的控制策略研究
    3.5 小結(jié)
第四章 隔離式升降壓變換器硬件設(shè)計
    4.1 主電路元件參數(shù)設(shè)計
        4.1.1 輸入濾波電容的選擇
        4.1.2 防反二極管的選擇
        4.1.3 整流二極管的選擇
        4.1.4 輸出濾波電容的選擇
        4.1.5 開關(guān)管的選擇
    4.2 控制電路設(shè)計
    4.3 采樣電路設(shè)計
        4.3.1 太陽能電池板電壓采樣
        4.3.2 太陽能電池板電流采樣
        4.3.3 輸出電壓采樣
        4.3.4 過零檢測電路
    4.4 驅(qū)動電路設(shè)計
    4.5 輔助電源設(shè)計
    4.6 整體電路
    4.7 小結(jié)
第五章 仿真與實驗
    5.1 主電路仿真
        5.1.1 主電路仿真模型
        5.1.2 仿真結(jié)果及分析
    5.2 MPPT仿真分析
        5.2.1 單峰值MPPT仿真分析
        5.2.2 多峰值MPPT仿真分析
    5.3 實驗驗證
    5.4 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
文獻圖例
攻讀學位期間的研究成果
致謝



本文編號：3788405