基于MPPT温差发电实验及仿真的研究

通过搭建实验台获取真实的温差发电模型,来验证最大功率跟踪的可行性。实验将4片型号为TG12-6-024温差发电片串联,通过改变入口热空气温度、流速来改变温差,分析热电片开路电压与温差的工作特性;接入可调电阻,绘制热电片负载特性曲线;在实验基础上,构建电源模型,并研究MPPT算法的可行性。仿真结果表明:该MPPT能实现最大功率跟踪,结果与实验数据误差小于7%,且追踪时间小于2 ms。证明MPPT算法在温差发电的可行性兼具快速性,准确性。

热电发电MPPT控制方法的对比及改进

为探求传统最大功率点跟踪(MPPT)算法在热电发电上的适用性,搭建了热电发电实验台,在考虑多种环境因素影响下建立热电片电气模型,并分析其与常规光伏的不同特性。在完成适用于热电发电升压变换器设计的基础上,将扰动观察法、电导增量法、开路电压法3种MPPT控制方法在热电发电上的效果进行对比,并分析它们各自特点及不足之处。针对短路电流存在测量方面的缺陷,利用状态空间平均法提出一种温差与最优占空比的算法,其可直接省去传统的比较环节。在Matlab/Simulink仿真平台上,验证了其可行性,并与传统算法相比,相对误差降低到4%。

一种高增益直流变换器的分析

在新能源发电并网系统中,需采用非隔离高增益直流变换器,而传统Boost变换器要取得高增益时需占用极大占空比,因此根据耦合电感和倍压单元提出一种耦合电感倍压单元高增益直流变换器。分析了变换器工作原理与特性,并通过仿真验证了理论分析的正确性。

温差发电实验设计与性能分析

采用可调节温度和流量的热空气,流经截面50mm×50mm、壁厚2mm的紫铜方管,4片热电片沿纵向安装在方管外壁面,并采用循环水冷却的方式搭建了测试实验台。系统利用MCGS组态软件与亚当模块(ADAM)系列进行数据采集处理,可实时显示输出电压、电流及功率值。利用实验测试数据绘制塞贝克效应曲线、温差发电模块的输出特性曲线、P-R曲线、内阻与温差关系等。实验结果为建立热电片的电源模型和小温差的最大输出功率提供了实验检验基础。

基于实验分析串联热电片数量对热电系统影响

为了研究串联热电片数量对热电发电系统输出性能的影响,建立了一套热电发电实验系统。在设定的9种工况下,分别串联4片热电片和8片热电片进行实验,测量记录系统在开路和接负载情况下的实验数据。分析可知,不接负载时,串联热电片数量越多,开路电压就越大。接负载时,同一工况下,串联热电片数量越多,热电系统的输出功率、电流、电压就越大,串联的热电片数量增加一倍,输出功率增加不止一倍,大大提高了系统的输出功率;串联热电片数量越多,热电系统的内阻越大。