基于二阶最佳原理光伏充电控制系统的理论研究.pdfVIP

第32卷第6期 华 北 水 利 水 电 学 院 学 报 V01．32No．6 2011年 12月 JournalofNoAhChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower Dec．2011 文章编号 ：1002—5634(2011)06—0062一O4 基于二阶最佳原理光伏充电控制系统的理论研究 侯树文，梁章锋，王 强，李 鹏 (华北水利水 电学院，河南 郑州 450011) 摘 要：光伏充电控制系统是光伏发 电系统中重要组成部分，DC／DC变换是充 电控制器 的主回路 ，其 电压、电 流控制是一个双环反馈控制系统．采用 电流 内环、电压外环的双闭环控制方式，建立光伏充电控制系统数学 模型，应用连续时间系统的工程设计方法 ，研究了电流环 中的电流校正装置 ，将 电流环简化为电压环 中的一 个 比例环节，并与其他环节一起构成外环 电压校正装置的控制对象．应用 电压控制 电流，得到了电流和 电压 校正装置的传递函数．仿真试验表 明，校正后 的系统符合二阶最佳原理的要求． 关键词：光伏发电；充电控制；双环反馈控制系统 光伏发 电系统中充 电控制 回路是整个充放电控 数 ，若脉宽调节器为三角波，取波峰峰值为 ，则 制系统的重点…．现有相关资料对光伏充电控制器 F =1／U ；G (s)为 占空比对电感平均电流的开环 的探讨多是 以实现某些具体功能为切人点E2]，并没 传递函数，可表示为 G (s)=i(s)／d(s)；G (s)， 有对光伏充 电系统进行建模分析与计算 ，忽略了光 G(s)分别为电压环、电流环校正装置的传递函数； 伏充放电控制器性能指标 的优化设计问题 ，使得光 Z(s)为输 出电容支路和负载的并联阻抗，即输入并 伏充放电控制器的实际运行状况不理想．因此对光 联阻抗的电流对并联 阻抗两端输 出电压 的传递 函 伏发电控制系统的性能指标进行数学建模 ，通过模 数．其电路模型如图2所示． 型协调各部分的参数 ，得出各个环节的校正模型，从 而有效地减小系统在稳态工作点附近 的振荡 ，同时 保持快速 的动态响应 ，使系统具有 良好 的动 、静 态特性 ． ～c干二。舢)’‘ 1 充电系统分析 1．1 充电系统的数学模型 假设 BUCK变换器工作在 电感 电流连续 的状 态，采用平均 电流法对变换器构成 的充电系统进行 建模 ．变换器充电回路控制如图 1所示． 图 1 BUCK变换器充 电回路控制图 图中 日为输出电压反馈系数；K为 电感平均 电 流反馈系数；F 为脉宽调节器对 占空比的传递函 收稿 日期 ：2011—06～25 作者简介 ：侯树文 (1953一)，男，河北唐山人 ，副教授 ，主要从事 电力系统智能控制方面的研究 第 32卷第6期 侯树文 ，等 ： 基于二阶最佳原理光伏充 电控制系统的理论研究 63 L (4) = 并令 KKeVIN K，P= ((5)) 图 3 电流 环 的动 态 结构 图 则经校正后的电流环的动态结构简化为如图5所示 电感 电流连续 ，则电感平均 电流可表示为