半导体温差发电装置最优工作区控制研究
2016-09-13刘永刚张辉西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084
电气传动 2016年8期
关键词：效率
刘永刚，张辉（1.西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048；2.清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室，北京 100084）
半导体温差发电装置最优工作区控制研究
刘永刚1，2，张辉1，2
（1.西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048；2.清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室，北京 100084）
详细分析半导体温差发电模块的功率特性和效率特性，提出一种兼顾最大功率和最大效率的温差发电优化控制策略，获取最优电流工作区。在Matlab/Simulink中构建基于Boost的温差发电模型并构建实验平台，仿真和实验结果证明控制策略的有效性。
半导体温差发电；特性分析；最优工作区间；优化控制
在温差发电的研究中，通常采用MPPT保证其最大功率输出，但却很少考虑到效率。温差发电本身就是利用低品位热源发电，实际的最高热电转换效率只有5%～7%［1］，所以在传统的最大功率点跟踪的基础上保证高的热电转换效率是十分必要的。
文献［2-6］通过实验不同程度地得出存在最佳的电流值对应着温差发电最大的输出功率和效率；文献［7-8］从有限时间热力学角度出发，得到温差发电存在最佳参数工作区，最后转化为提高器件冷热端导热比、合理的热源设计、提高材料优值系数，但并没有在电力电子变换上采取有效的措施。
本文经过仿真和计算得出温差发电电流的最优工作区，提出最优工作区控制策略实现对温差发电的优化控制。
