基于STM32的MPPT光伏匯流箱設(shè)計(jì)

袁紹民 孟繁偉 趙海斌 張立強(qiáng) 劉浩

摘要：提出了一種以STM32F103為控制芯片的MPPT匯流箱的設(shè)計(jì)方法，一片STM32F103控制四路BOOST電路，四路控制脈沖相位互錯(cuò)90度，以減小輸出紋波；RS485主從式的通訊架構(gòu)；采用基于功率預(yù)測(cè)的MPPT算法，電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的控制方法；基于最小時(shí)間片的軟件設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：MPP了匯流箱STM32 BOOST錯(cuò)相位

DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2016.2.012

引言

近年來，由于光伏技術(shù)的發(fā)展，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電密度提出了越來越高的要求，電站業(yè)主希望單位光伏組件下，能夠取得更高的發(fā)電收益.在山地等地形復(fù)雜，朝向各異的光伏電站里，組串式逆變器和MPPT匯流箱由于在組串級(jí)集成了光伏最大功率點(diǎn)追蹤功能，越來越受到業(yè)主的青睞。然而，組串逆變器存在交流線損大和并網(wǎng)諧波大電能質(zhì)量較差、造價(jià)大等缺點(diǎn)；MPPT匯流箱配合集中式逆變器，不但發(fā)揮了集中式逆變器電能質(zhì)量高諧波小，交流線損小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有組串式逆變器組串級(jí)MPPT追蹤的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的追捧。但是，由于MPPT匯流箱較普通的匯流箱增加了成本，在方案設(shè)計(jì)和器件選型上必須充分考慮成本因素。一般的MPPT控制算法往往采用DSP等MCU來實(shí)現(xiàn)，但DSP器件成本相對(duì)一般的MCU成本較高。

STM32是意法半導(dǎo)體生產(chǎn)的ARM CORTEX內(nèi)核的MCU，STM32F1系列屬于中低端的32位ARM Cortex-M3內(nèi)核微控制器，最高72MHz工作頻率，在存儲(chǔ)器的0等待周期訪問時(shí)可達(dá)1.25DMips/MHZ（DhrystONe2.1），單周期乘法和硬件除法.由于具有性價(jià)比突出的優(yōu)點(diǎn)，再越來越多的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

本文研究了一種基于STM32F103的MPPT匯流箱的實(shí)現(xiàn)方法，包括MPPT算法和控制的實(shí)現(xiàn)，TI IQmath庫在STM32上的移植，M PPT匯流箱電路結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法；……