光伏發(fā)電與控制技術(shù)(編輯修改稿)
2025-05-29 06:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 含有直流負載和交流負載，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，整個系統(tǒng)的規(guī)模也比較大，同樣需要配備較大的太陽能光伏陣列和較大的蓄電池組。如在一些同時具有交流和直流負載的通信基站或其他一些含有交流和直流負載的光伏電站中使用了這種類型的光伏系統(tǒng)。 （ 4）交流、直流供電系統(tǒng)（ AC/DC） 直 流用 電設(shè) 備直 流用 電設(shè) 備直 流用 電設(shè) 備直 流用 電設(shè) 備D CD CA C交 流 用 電設(shè) 備機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 圖 414 交流、直流供電系統(tǒng) 46 （ 5）并網(wǎng)系統(tǒng)（ Utility Grid Connect） 這種系統(tǒng)的最大特點是太陽能電池陣列轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的直流電經(jīng)過三相逆變器（ DC/AC）轉(zhuǎn)換成為符合公共電網(wǎng)要求的交流電并直接并入公共電網(wǎng)，供公共電網(wǎng)用電設(shè)備使用和遠程調(diào)配。這種系統(tǒng)中所用的逆變器必需是專用的并網(wǎng)逆變器，以保證逆變器輸出的電力滿足公共電網(wǎng)的電壓、頻率和相位等性能指標(biāo)的要求。這種系統(tǒng)通常能夠并行使用市電和太陽能電池陣列作為本地交流負載的電源，降低了整個系統(tǒng)的負載缺電率；而在夜晚或陰雨天氣，本地交流負載的供電可以從公共電網(wǎng)獲得。 D CA C機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 圖 415 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 光伏陣列的組成與輸出特性 機械工業(yè)出版社 47 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) MPPT光伏發(fā)電變換與控制技術(shù) 1．光伏電池的電特性 光伏電池的等效電路如圖 418. 48 IL GIR s hIdRs hRsIRL 電流 I為太陽能電池輸出電流， Id為二極管工作電流，IRsh 為漏電流， ILG為光電池電流源， Rsh為光伏電池的并聯(lián)等效電阻； Rs：光伏電池的串聯(lián)等效電阻。 圖 418 光伏電池等效電路圖 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 49 光伏電池的輸出特性方程： 式中： shRdLG IIII ???{ e x p [ ( ) ] 1 } SL G o s SshV I RqI I V I RA K T R?? ? ? ? ?)]11(e x p [][ 3 TTBKqETTIIrGOroros ??1 0 0 0)]2 9 8([ 1???? TkIIS C RLG并聯(lián)電阻 Rsh越大，不會影響短路電流的數(shù)值。所以下面設(shè)計中忽略 Rsh，得到簡化的光伏電池輸出特性方程： }1)]({ ex p [ ???? SosLG IRVA K TqIII I：光伏電池輸出電流； V：光伏電池輸出電壓； IOS：光伏電池暗飽和電流 T：光伏電池的表面溫度； k：波爾茲曼常數(shù) (*1023 J/。 K) ：日照強度； q：單位電荷 (*1019C)； K1 ：短路電流的溫度系數(shù)； ISCR：標(biāo)準(zhǔn)測試條件（光伏電池溫度 25℃ ，日照強度為 1000W/m2）下，光伏電池的短路電流； ILG：光電流；EGO：半導(dǎo)體材料的禁帶寬度； Tr：參考溫度 (。 K)； Ior： Tr下的暗飽和電流； A,B：理想因子，一般介于 1和 2之間 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 50 光伏電池模型 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 51 當(dāng)負載 RL從 0變化到無窮大時，即可得到如圖所示太陽能電池輸出特性曲線。調(diào)節(jié)負載電阻 RL到某一值 Rm時，在曲線上得到一點 M，其對應(yīng)的工作電壓和工作電流之積最大，即 Pm=Im*Vm，將此 M點定義為最大功率輸出點（ MPP）。 光伏電池的輸出特性圖 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 2．光伏電池的伏安特性 2．光伏電池的伏安特性 機械工業(yè)出版社 52 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 圖 4－ 20 光伏電池的伏 ―― 安特性 ` 53 MPPT本質(zhì)上是一個尋優(yōu)過程。通過測量電壓、電流和功率，比較它們之間的變化關(guān)系，決定當(dāng)前工作點與峰值點的位置關(guān)系，然后控制電流（或電壓）向當(dāng)前工作點與峰值功率點移動，最后控制電流（或電壓）在峰值功率點附近一定范圍內(nèi)來回擺動。 圖 422 不同光照強度下的光伏電池最大功率點 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 光伏陣列的組成與輸出特性 3． MPPT工作原理 54 在光伏系統(tǒng)中，通常要求光伏電池的輸出功率保持在最大，也就是讓光伏電池工作在最大功率點，從而提高光伏電池的轉(zhuǎn)換效率。 MPPT就是一個不斷測量和不斷調(diào)整以達到最優(yōu)的過程，它不需要知道光伏陣列精確的數(shù)學(xué)模型，而是在運行過程中不斷改變可控參數(shù)的整定值，使得當(dāng)前工作點逐漸向峰值功率點靠近，使光伏系統(tǒng)運作在峰值功率點附近。 機械工業(yè)出版社 第
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