0 引 言

近年来，太阳能光伏发电、风力发电等新能源技术的应用对直流-直流(DC/DC)变换器输入电压范围提出了越来越高的要求[1]。Boost变换器是最常用的DC/DC变换器拓扑结构，但其输出电压有限，当开关管占空比非常接近1时，Boost变换器才能达到较大的升压比，故实用输出电压很有限[2]。Z源升压变换器将Boost变换器的输入电感用Z源拓扑代替以连接输入电源和输出整流电路，通过控制主开关管占空比实现升压，在占空比小于0.5的情况下就可使其升压因子达到(1-D)/(1-2D)[3]。

光伏电池具有非线性伏安特性，并且光伏电池的输出特性受外界环境变化影响，特别受光照强度和温度的影响。最大功率点跟踪技术(MPPT)技术是光伏发电系统中的关键技术之一[4]。本文将Z源升压变换器作为光伏MPPT电路的DC/DC变换器。控制电路采用改进的电导增量法，仿真试验表明，此设计能在光照和温度变化时，准确地进行最大功率跟踪。最后根据此电路结构设计了一个基于BUCK变换器的蓄电池充电器，降压转换器能为蓄电池充电提供恒定水平电流电压[5]。

本工程沥青混凝土心墙基础为强风化基岩，为避免接触面发生集中渗漏，同时考虑基岩灌浆施工，在沥青混凝土心墙底部设混凝土基座与基岩进行连接，沥青混凝土心墙、混凝土基座和坝基帷幕灌浆形成完整的防渗体系。

“以‘质量、安全、服务、效率’四个维度为核心的信息化建设，根本目标在于打造国内领先、可持续和可复制的数字化示范医院。”大医二院副院长王立明告诉记者，四年前，新班子搭建后，医院踏上了智慧医疗健康的新征程。至今，利用集约化手段，原预约系统软件功能得到了优化，患者多项检查可实现一次性预约，有利于患者分流；智慧医疗新病区等方面的建设和探索，则旨在将全院信息进行智能整合，以实现数据的快速、精准和共享。

1 Z源升压变换器电路分析

图1为Z源升压变换器原理图，其中L1、L2 、C1、C2共同组成Z源网络，S为主开关。

图1 Z源升压变换器拓扑电路

对一个开关周期T内，可分为导通和截止两个子时间段，假定占空比为d。在0≤t≤dT，S导通，其等效电路如图2(a)所示；在dT≤t≤T,S截止, 其等效电路如图2(b)所示。

阶段四(0.6～0.8 s)：700 W/m2,60 ℃;

图2 Z源升压变换器等效电路

2 光伏电池模块分析

光伏电池的外特性模型，是一种非线性直流源，其单元等效电路模型可由图3表示。

图3 光伏电池等效电路模型

阶段一(0～0.2 s)：1 000 W/m2,25 ℃;

(1)

阶段二(0.2～0.4 s)：700 W/m2,25 ℃;

取光伏电池给定技术参数：Uocref =24 V、Iscref=5.1 A、Umref=17.5 V和 Imref=4.8 A。其中boost电路参数设置为：L1= L2=0.01 mH，C1= C2=10 μF, L3=0.2 mH，C3 =400 μF,R=10 Ω，Vg=12 V, 占空比D的变化范围为[0，0.4]。

(2)

式中:Tref为标准条件下光伏阵列工作环境温度，取Tref=25 ℃;Sref为温度和光照强度参考值，取1 000 W/m2。a、b、c为常数，一般取a=0.002 5 ℃，b=0.5 W/m2，c=0.002 88 ℃。

阶段三(0.4～0.6 s)：1 000 W/m2,60 ℃;

图4 光伏电池的输出特性

3 改进电导增量法的MPPT控制方法

目前已有许多专家学者提出各种 MPPT 控制方法，本文采用改进的电导增量法进行控制。由于经常采用开关管的占空比的变化量作为电导增量法的步长，而Z源升压变换器的占空比小于0.5时就可达到很好的升压效果，这就使得步长变量的变化范围更小，从而减少运算量。其控制流程如图5所示。

另外，北辰教堂作为盘龙区基督教三自爱国运动委员会的直属堂，主动担负起对依法成立的盘龙区内的14个堂、点教务指导的责任。考虑到有12处农村教会处于多民族聚居区，其传道人知识匮乏，圣经知识掌握不扎实，因此，北辰教堂加强了对这些散落在山区的教会的管理。每年为这些教会的教牧人员和义工开展两到三次培训，除了圣经内容的解读，还组织对抵制异端邪教的法律法规的学习。此外，北辰教堂会定期安排牧师前往各农村教会进行牧养，安排义工每月探访，建立微信群，保持信息畅通。

图5 控制流程图

其中step 为变步长，变化的步长可有效地兼顾到MPPT的快速性和稳态性，大小由下式确定[7]:

(3)

4 Z源升压变换器光伏系统最大功率点跟踪电路仿真试验

基于上述控制方法，在PIM中搭建仿真电路如图6所示[8-9]。

图6 MTTP 算法仿真图

任意光照强度和温度下：

为了研究在光照和温度突变时最大功率点跟踪情况，把仿真过程分为四个阶段，每个阶段持续0.2 s：

Voc为光伏电池开路电压， Isc为光伏电池短路电流，Vo是对应点电流为Io的输出电压:

⑱Cesare Ripa,“Degl'Autori citat”，Iconologia,Padova，1611.

式中:C1、C2为常数；Vm、Im是最大功率点电压和电流。

光伏电池输出特性曲线如图4所示，其中M为最大输出功率输出点[6]。

构建和谐企业的主要内容有三个方面：一是企业内部的和谐；二是企业与外部利益相关者的和谐；三是企业与外部环境的和谐。

在不同阶段最大功率跟踪仿真结果如图7所示。最后的输出电压仿真结果如图8所示。

从仿真结果看，在外界条件发生突变时，最大功率跟踪的动态响应快，能达到设计要求。

本期“改革开放与舞台艺术”专题聚焦改革开放40年来河南的现代戏创作与演出历程，刊载的三篇文章，既有研究者对河南现代戏创作特点的分析及持续发展的经验总结，从文化环境、政策导向、创作观念等视角解析河南现代戏繁荣的原因；也有导演艺术家结合具体作品谈创作层面的实践过程与现代戏美学追求，对河南现代戏从学术研究与艺术创作的角度有较为全面的观照。他山之石，可以攻玉。以期为福建的现代戏创作，尤其是现实题材现代戏创作提供借鉴与参照。

图7 电池最大功率跟踪

图8 输出电压波形

5 设计应用

图9 充电控制模块

为了使前述设计电路能应用于蓄电池的充电系统，并能实现快速充电，减少损耗，充电时需要恒流恒压，这样能提高电池的寿命。从图7可以看出，前面设计电路输出电压波形质量不够理想。PI控制很容易实现，并能消除稳态误差，本文采用PI控制的BUCK变换器作为后级充电器的降压和稳压电路，其控制框图如图9所示[10]。

图10 BUCK电路输出电压波形

设计PI控制器并在PIM中仿真得到输出电压波形如图10所示。从仿真结果可以看出，经过PI控制的BUCK变换器能提供稳定的电流和电压，使充电电池充电迅速，减少损失，并增加电池的生命周期。

6 结束语

文章介绍了Z源升压变换器的拓扑结构和工作原理，并把Z源升压变换器应用于光伏系统最大功率点跟踪电路，为了研究在光照和温度突变时最大功率点跟踪情况，把仿真过程分为四个阶段，采用改进电导增量法的MPPT控制方法对此电路进行控制，在PSIM中进行仿真试验，结果证实了设计电路和控制方法的正确性。为了使本电路应用于实际，最后应用PI控制的BUCK变换电路设计了一个充电控制器，为光伏充电系统的设计提供了一个可行的方案。

施工技术人员在选择材料时，因组成材料及混凝土质量关系紧密，需注意其颗粒的大小，沥青混合颗粒和粗集料的直径最为接近，如此配比材料可保证公路路面的稳定及防滑性。施工技术人员在选择细集料时，需留意材料自身的含泥及含沙量。不建议应用存放较久的，应选择新鲜的集料，因此其稳定性及抗压性，会随着存放时间的增加而越来越差。

参考文献：

[ 1 ] 沙德尚，孔力，孙晓燃.料电池功率调节系统的研究[J]. 太阳能学报，2004,25(2):227-231.

[ 2 ] 彭方正，房绪鹏，顾斌,等．Z源变换器[J]．电工技术学报，2004，19(2)：47-51．

[ 3 ] 王利民，钱照明，彭方正.Z源升压变换器[J]．电气传动，2006，36(1)：28-29．

[ 4 ] 赵争鸣，陈剑，孙晓英.太阳能光伏发电最大功率点跟踪技术[M].北京:电子工业出版社,2012.

[ 5 ] LATIF T, HUSSAIN SYED R. Design of a charge controller based on SEPIC and Buck topology using modified Incremental Conductance MPPT[C]//Proceedings of the 8th international conference on electrical and computer engineering, 2014.

[ 6 ] 毛金枝，杨俊华, 王秋晶，等．光伏发电最大功率跟踪的非对称模糊控制[J].电测与仪表，2015,52(18)：57-62.

[ 7 ] 杨旭红，何超杰，王毅舟,等．一种改进的电导增量法的 MPPT实现策略[J]．电源技术，2017,41(5):803-805.

[ 8 ] 任碧莹,钟彦儒,孙向东,等. 基于PSIM软件的光伏电池特性的仿真建模研究[J].西安理工大学学报，2007,23(3):257-260.

[ 9 ] 何人望，邱万英，吴迅，等. 基于 PSIM 的新型扰动观察法的MPPT仿真研究[J].电力系统保护与控制，2012,40(7):56-59.

[10] DAVE MITULKUMAR R, DAVE K C. Analysis of boost converter using PI control algorithms[J]. Eng Trends Technol, 2012,3(2):71-73.