38、可再生能源与混合信号ASIC技术的创新应用

可再生能源与混合信号ASIC技术的创新应用

在当今电力短缺的世界中，可再生能源系统发挥着至关重要的作用。然而，可再生能源技术因依赖自然现象而存在功率输出波动的问题。同时，混合信号专用集成电路（ASIC）在事件记录等领域也有着独特的应用。下面将详细介绍基于双zeta转换器的太阳能 - 风能发电系统以及混合信号ASIC事件记录器的设计与实现。

基于双zeta转换器的太阳能 - 风能发电系统

背景与需求

可再生能源发电系统主要依赖风能和太阳能等非传统能源。但由于其对自然现象的高度依赖，光伏和风力发电的功率输出会出现波动。此外，当并网微电网出现故障时，传输到负载的电力可能会中断。因此，需要一个功率管理系统来在故障条件下维持电压并为负载供电。

现代研究聚焦于利用高功率储能技术来平滑电网系统的功率。超导磁储能系统（SMES）有潜力平衡功率并提高可再生能源系统的电能质量，而铅酸电池可弥补SMES能量密度低的不足。

光伏与风能转换系统建模

• 光伏系统 ：光伏阵列通过双输入zeta转换器（di - zeta）将功率传输到三相电压源逆变器（VSI）。采用增量电导（IC）方法，通过比较太阳能光伏阵列的瞬时电导来量化最大功率，并根据占空比变化跟踪最大功率。使用的光伏阵列峰值可用功率为100 kW。
• 风能系统 ：风力发电传输系统由风力涡轮机、永磁同步发电机齿轮箱组成。风力涡轮机从风能中提取机械能，其轴与永磁同步发电机齿轮箱的轴相连。优化功率系数$C_P$的详细数学公式如下：
• $C_P(\lambda, \