光-氫轉(zhuǎn)換系統(tǒng)電力電子模塊研究
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4 電力電子模塊拓撲選擇與建模
4．1 電力電子模塊拓撲
光伏電池輸出低壓直流電，可與相應電壓等級的電解槽匹配制備氫氣；為在不同光照情況下保證光伏利用率，需使用一級DC／DC變換器跟蹤不同光照下的最大功率?？紤]到電解槽對供電電流紋波耐受能力及系統(tǒng)的功率密度，設(shè)計中采用圖2所示的雙相降壓變換器向電解槽供電。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/175863.htm
因兩路電感電流相差180°，可得更高頻、更小的輸出電流紋波；相對于單相降壓變換拓撲而言，在相同輸出電壓紋波情況下，雙向變換器可選取容值偏小的固態(tài)電容以增加變換器使用壽命。
4．2 變換器建模
由于雙相降壓變換器的每相元件參數(shù)均相同，現(xiàn)對其中一相進行分析。利用等效電源法，可將二極管端電壓uVD用開關(guān)函數(shù)d(d=1或0)與電源電壓Us的乘積來等效，即uVD=dUs，分別對Us，d引入小信號擾動可得圖3小信號s域等效電路。
若要將光伏功率以電流源形式并入直流網(wǎng)絡(luò)，需要控制雙相變換器的輸出電流，則系統(tǒng)控制對象為占空比對電感電流的傳遞函數(shù)，由圖3可求出控制對象G(s)公式為：
5 數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計
單路本地電流控制系統(tǒng)框圖如圖4所示，其中，r(s)為給定參考信號，r(s)為反饋信號，e(s)為誤差信號，C(s)為控制器傳遞函數(shù)，G(s)為控制對輸出電流的傳遞函數(shù)，H(s)為傳感器反饋網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)。對于第2路電流，采用相同控制器結(jié)構(gòu)與參考值，形成一個并行雙路閉環(huán)系統(tǒng)。
根據(jù)穩(wěn)態(tài)運行時的參數(shù)及電路參數(shù)，在控制對象中，Us=28 V，Req=0．14 Ω，L=40 μH，C=20 μF。電流反饋網(wǎng)絡(luò)采用開環(huán)霍爾傳感器ACS714加低通濾波器，可求得反饋網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)為：
H(s)=K／(R1C1s+1) (3)
式中：K=0．033；R1=100 Ω；C1=0．1μF。
控制器采用單零點PI算法，則：
C(s)=(Kps+Ki)／s (4)
由上述分析可得閉環(huán)傳遞函數(shù)為：
φ(s)=C(s)G(s)H(s) (5)
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