【摘 要】
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随着石油、煤炭等传统能源的短缺以及对环境保护问题的关注，太阳能光伏发电的研究和应用越来越广泛，随着目前对于直流微电网的探索和研究，本文提出了基于太阳能光伏发电的电动自行车充电站的研究设计。也就是将太阳能光伏发电电能通过直流母线应用到电动自行车负载中，通过组合储能装置进行直流母线的稳压调节。整个系统由太阳能电池阵列、组合储能装置、直流母线、电动自行车负载及电力电子接口等组成，电力电子接口包括太阳能电
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随着石油、煤炭等传统能源的短缺以及对环境保护问题的关注，太阳能光伏发电的研究和应用越来越广泛，随着目前对于直流微电网的探索和研究，本文提出了基于太阳能光伏发电的电动自行车充电站的研究设计。也就是将太阳能光伏发电电能通过直流母线应用到电动自行车负载中，通过组合储能装置进行直流母线的稳压调节。整个系统由太阳能电池阵列、组合储能装置、直流母线、电动自行车负载及电力电子接口等组成，电力电子接口包括太阳能电池阵列与直流母线的接口、组合储能装置与直流母线的接口及直流母线与电动自行车负载的接口。
为了使直流母线电压稳定，本文采用了一种组合储能装置：超级电容器与蓄电池的组合。超级电容器担任功率波动比较频繁部分的储能，而蓄电池担任功率平滑部分的储能。组合储能装置与直流母线间用双向Buck-Boost直流变换器连接，使太阳能电池阵列输出电能与组合储能装置之间的能量交换更加灵活。从而使太阳能被合理利用，直流母线的电压稳定。
太阳能电池阵列的输出功率随着太阳辐射强度、环境温度和负载的改变而变化，使太阳能电池阵列工作于最大功率输出状态是太阳能电池阵列与直流母线间的接口的主要功能。阵列与直流母线间的接口以基于dP/dU的太阳能发电系统的最大功率控制法，实现了太阳能电池阵列的最大功率跟踪控制。
本文设计了组合储能装置与直流母线间的电力电子接口的主电路和控制方案，组合储能装置与直流母线之间的接口以双向Buck-Boost直流变换器变换电路实现。对双向Buck-Boost直流变换器的工作状态进行了理论分析，基于状态变量开关周期平均方法建立了接口主电路的控制模型。以直流母线电压作为本系统的主控变量，实现了组合储能装置充电和放电控制，并进行了仿真验证。
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