[發(fā)明專利]部分功率MPPT隔離DC-DC變換器拓?fù)渑c控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111285632.3
• 申請(qǐng)日: 2021-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN115021568A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李思奇;魯思兆;黃潔;孫壯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H02J3/38
• 代理公司: 北京市盈科律師事務(wù)所 11344
• 代理人: 荔恒輝

本發(fā)明公開了一種部分功率MPPT隔離DC?DC變換器拓?fù)洌涮卣髟谟冢喊ü夥嚵心K、輸入濾波器模塊、MPPT跟蹤控制器模塊、部分功率變換器模塊、高頻隔離DC?DC₁變換器模塊、高頻隔離DC?DC₂變換器模塊、負(fù)載R_o、電容C₁、C₂和C₄，光伏陣列模塊輸出的總功率，一部分流入了高頻隔離DC?DC₁變換器模塊，一部分經(jīng)過部分功率變換器模塊處理后又經(jīng)過了高頻隔離DC?DC₂變換器模塊處理，兩個(gè)高頻隔離DC?DC變換器模塊的使用，使得整個(gè)系統(tǒng)的輸入與輸出沒有了直接的電氣連接，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

本發(fā)明屬于電力電子領(lǐng)域，特別是涉及一種部分功率MPPT隔離DC-DC變換器拓?fù)渑c控制方法。

背景技術(shù)

隨著化石燃料的逐漸短缺以及化石燃料發(fā)電造成嚴(yán)重的環(huán)境問題，可再生能源就得到了發(fā)展，它能夠有效地緩解能源短缺和環(huán)境污染問題，在眾多可再生能源中，太陽(yáng)能也獲得了快速發(fā)展。

在光伏系統(tǒng)中，由于光伏陣列模塊具有特有的最大功率點(diǎn)現(xiàn)象，圖1表示的是光伏陣列的P-U曲線，從該圖中可以看出在不同的光照強(qiáng)度下，光伏陣列模塊都存在一個(gè)最大功率點(diǎn)，在最大功率點(diǎn)的左邊隨著光伏陣列輸出電壓的增加，輸出功率也隨之增加，在最大功率點(diǎn)的右邊隨著光伏陣列輸出電壓的增加，輸出功率反之減小。為了確保光伏陣列輸出最大功率，就需要引入MPPT跟蹤控制器，通過它實(shí)時(shí)檢測(cè)光伏陣列中的輸出電流和輸出電壓，使得光伏陣列時(shí)刻都以最大功率輸出。

在光伏系統(tǒng)中，還有功率變換器，它與MPPT跟蹤控制器模塊配合使用，接收來(lái)自MPPT跟蹤控制器模塊的占空比控制信號(hào)，通過調(diào)節(jié)占空比使得系統(tǒng)的負(fù)載特性等于光伏陣列的內(nèi)阻，此時(shí)就會(huì)使得光伏陣列輸出最大功率。

通常，功率變換器都采用的是全功率變換器，它將會(huì)處理光伏陣列模塊的全部輸出功率，所以功率變換器體積需要做的很大，而且光伏陣列發(fā)出的全部功率都會(huì)流經(jīng)功率變換器，所以就會(huì)在全功率變換器模塊上出現(xiàn)較大的功率損耗。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的整體效率并且減小功率變換器的體積，就需要在全功率變換器模塊上進(jìn)行改進(jìn)，就提出了部分功率變換器模塊。各種研究表明，部分功率變換器模塊的提出，明顯的提高了系統(tǒng)的效率，減小了功率變換器的體積。這一點(diǎn)已經(jīng)在Zapata,J.W.,et al.等人的AnalysisofPartial Power DC-DC Converters for Two-Stage Photovoltaic Systems.(IEEEJournal ofEmergingSelected Topics in Power Electronics.2018)中進(jìn)行了說(shuō)明。

在上述論文中，部分功率變換器模塊雖然為隔離型結(jié)構(gòu)，部分功率變換器模塊只需處理部分功率，就能實(shí)現(xiàn)光伏陣列模塊輸出最大功率的目的，部分功率變換器模塊相較于全功率變換器FPC模塊的體積也可以減小。但是在這工作模式下，光伏陣列模塊產(chǎn)生的一部分功率流過部分功率變換器模塊，剩余功率直接饋入部分功率變換器模塊的輸出端，所以它的輸入端與輸出端并未實(shí)現(xiàn)真正的電氣隔離，就失去了隔離變換器的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)的可靠性降低。

因此現(xiàn)在需要在應(yīng)用部分功率變換器模塊的情況下，還能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸入輸出的電氣隔離，提高了系統(tǒng)可靠性的同時(shí)，系統(tǒng)的效率還能處于一個(gè)較高水平。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供了一種部分功率MPPT隔離DC-DC變換器拓?fù)渑c控制方法來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)的輸入與輸出無(wú)法實(shí)現(xiàn)電氣隔離，從而導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性降低的問題。