Vo ltage feedforwa rd

G

I

Current controller

Capacitor current co mmand

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Capacitor current co mmand

Vo ltage feedforwa rd

G

I

圖 5.7 PSIM 之變流器模擬電路

#include <math.h>

__declspec(dllexport) void simuser (t, delt, in, out) double t, delt;

double *in, *out;

{

static double ek=0., ekp=0., yk=0., ykp=0., ykp2=0;

ek = in[0];

yk = (2.018*ykp - ykp2 + 1.003*ek - ekp)/1.018;

out[0] = -0.01 * yk;

ykp2 = ykp;

ykp = yk;

ekp = ek;

}

圖 5.8 C++程式之 G_v撰寫

圖 5.9 單電壓極性切換 PWM 電路之建立

Case 1: 負載電力大於太陽能所發之電力

令I_d=3A，相當於由DC-DC轉換器所送過來之功率為3A×200V=600W，

其小於負載功率(806W)。模擬結果如圖5.10所示，圖中由上而下依序顯示了直流電壓之調整、負載與變流器電流、輸入電壓及電流、數位控制下之電感電流追蹤其命令等響應。由電感電流緊密追蹤其命令之響應可看出電流迴路之成功，由電感電流之正弦亦可驗證type II控制器衰減二次漣波降低電流失真之功效。由直流電壓之調整亦可驗證所設計之type II補償器及以C++所撰寫之程式確實可行。由於負載電力大於太陽能所發之電力因此電感電流小於負載電流，故輸入電流自動補足此不足，輸入電流因此與市電電壓同相，而且電流為低失真。

Case 2: 負載電力等於太陽能所發之電力

令Id=4A，相當於由DC-DC轉換器所送過來之功率為4A×200V=800W，

約等於負載功率(806W)。模擬結果如圖5.11所示，前述之電流迴路、電壓迴路等依然特性良好。由於負載電力等於太陽能所發之電力因此電感電流等於負載電流，故輸入電流幾乎為零。

Case 3: 負載電力大於太陽能所發之電力

令 I_d=6A ，相當於由 DC-DC 轉換器所送過來之功率為 6A × 200V=1200W，大於負載功率(806W)。模擬結果如圖5.12所示，前述之電流迴路、電壓迴路等依然特性良好。由於負載電力大於太陽能所發之電力因此電感電流大於負載電流，多餘之電流則饋入市電，故輸入電流與市電電壓反相，而且電流為低失真。

變流器與 DC-DC 轉換器結合並作 MPPT 之模擬

接著將第三章採用MPPT控制之DC-DC轉換器加入，作一完整系統之模擬，Psim模擬電路建立如圖5.13所示。為了觀察最大功率點追蹤性能，

刻意在模擬中對日照度作一步級變化(1KW/m

²

->0.8KW/m

²

)。模擬之結果如圖5.14所示，圖中由上而下依序顯示了太陽能電池電壓之調整、太陽能電池發電之功率、直流電壓之調整、負載與變流器電流、輸入電壓及電流等響應。由太陽能電池電壓及其命令之波形可看出DC-DC轉換器確實能達成電壓控制並執行MPPT控制；由太陽能電池發電之功率(800W->600W)可知日照度確實有步級變化；由負載與變流器電流可看出變流器確實仍正常工作，由一開始約等於負載電流變為低於負載電流，由輸入電壓及電流等響應亦可觀察市電在發電量低於負載需求時會提供不足之電流。輸入電流亦能維持與市電電壓同相，而且為低失真。這些均驗證所提變流器之控制技術仍然可以應用在整個系統而且特性良好。圖5.15所示為圖5.14之最大功率點追蹤之P-V圖，為證明確實有追到最大功率點，圖中亦將電池之P-V特性圖繪出。

圖 5.10 負載電力大於太陽能所發電力之模擬結果

圖 5.11 負載電力等於太陽能所發電力之模擬結果

由模擬結果可驗證本文所提出的數位式最大功率追蹤控制，擁有寬廣的電壓輸入範圍及高效率轉換，適用於偏遠地區無人操控之監測及通訊站等多項機動性之電源解決方式，並可做為未來發展高效能環保發電的預備工作。

圖 5.12 負載電力小於太陽能所發電力之模擬結果

在文檔中太陽光發電技術之研究與新型太陽光變頻器之研製 (頁 55-60)