大功率光伏逆變系統(tǒng)的研究

1引言

自上個世紀(jì)90年代以來，隨著能源消費的增長、日益惡化的生態(tài)環(huán)境和人類環(huán)保意識的提高，世界各國都在積極尋找一種可持續(xù)發(fā)展且無污染的新能源。太陽能—作為一種高效無污染的新能源，一種未來世紀(jì)常規(guī)能源的替代品，尤其受到人類的重視。太陽能的直接應(yīng)用主要有光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種形式，從目前來看，光電轉(zhuǎn)換即光伏技術(shù)是其中最有發(fā)展前途的一種。

2光伏逆變系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)的總體框圖見圖1。

由圖1可知，整個系統(tǒng)主要包含兩個環(huán)節(jié)：充電環(huán)節(jié)和逆變環(huán)節(jié)；并且太陽電池是本系統(tǒng)賴以工作的基礎(chǔ)，它的效率直接決定系統(tǒng)的效率。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

主電路拓樸結(jié)構(gòu)見圖2。

31充電控制

（1）太陽電池的特性

太陽電池作為光伏系統(tǒng)中最基本的部分，有著獨特的工作特性，它的工作電壓與電流和日照、太陽電池溫度等密切相關(guān)，太陽電池溫度在25℃時工作電壓、電流和日照的關(guān)系曲線，如圖3所示。

由圖3可知，曲線上任一點處的功率為P=UI，其值除和U、I有關(guān)外，還與日照（S）、太陽電池溫度等有關(guān)。圖4給出了在太陽電池溫度為25℃時，太陽電池的輸出功率和日照（S）、U之間的曲線。由于太陽電池的工作效率等于輸出功率與投射到太陽電池面積上的功率之比，因此，為了提高本系統(tǒng)的工作效率，必須盡可能地使太陽電池工作在最大功率點處，以功率盡可能小的太陽電池獲得最多的功率輸出。在圖3和圖4中，對應(yīng)不同日照的最大功率點為A、B、C、D、E點。

（2）太陽電池的最大功率點跟蹤（MPPT）

圖1光伏逆變系統(tǒng)框圖

圖2主電路原理圖

圖3太陽電池工作電壓、電流與日照關(guān)系曲線

圖4太陽電池輸出功率與日照、電壓關(guān)系曲線

圖5控制框圖