太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-20 23:43 本頁面
【文章內容簡介】 ，充電時間過長，不適合串聯(lián)數(shù)量多的鉛酸蓄電池組充電。鉛酸蓄電池電壓的變化很難補償，充電過程中對落后電池的完全充電也很難完成。這種充電方法在小型的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中經常用到，因為這種系統(tǒng)中來自太陽能電池陣列的電流不會太大，而且這種系統(tǒng)中鉛酸蓄電池組串聯(lián)不多。(三)兩階段充電法這種方法是為了克服恒流與恒壓充電的缺點而結合的一種充電策略。它首先對鉛酸蓄電池采用恒流充電方式充電，鉛酸蓄電池充電到達一定容量后，然后采用恒壓充電方式充電。采用這種充電方式，在充電初期，鉛酸蓄電池不會出現(xiàn)很大的電流，在充電后期也不會出現(xiàn)鉛酸蓄電池電壓過高，使鉛酸蓄電池產生析氣。(四)三階段充電法 三階段充電法是在兩階段充電完畢后，鉛酸蓄電池容量己經達到額定容量時，再繼續(xù)以很小的電流向鉛酸蓄電池充電以彌補鉛酸蓄電池由于自放電損失的電量，這種以小電流充電的方式也稱為浮充。在浮充時，鉛酸蓄電池充電電壓要比恒壓階段的充電電壓低。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，綜合考慮日照強度以及環(huán)境溫度對光伏系統(tǒng)充電電流的影響、鉛酸蓄電池性能以及系統(tǒng)成本等因素，使用三階段充電法對鉛酸蓄電池充電較為合理。目前，太陽能電池陣列在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)造價中占很大比重，而且太陽能電池的轉化效率本身就不高，因此有必要研究提高太陽能電池利用效率的方法，以降低系統(tǒng)單位價格的成本，促進太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用推廣。太陽能電池最大功率點跟蹤(Maximum Power Point Tracking ，簡稱MPPT)是其中的途徑之一，它能最大程度的利用太陽能電池轉化所得的電能。[10]太陽能電池最大功率點跟蹤原理:由第二章可知，太陽能電池的輸出特性受電池溫度和日照強度等因素的影響，電池溫度主要影響太陽能電池的開路電壓，日照強度主要影響太陽能電池的短路電流。在一定日照強度和溫度下，太陽能電池有唯一的最大輸出功率點，太陽能電池只有工作在最大功率點才能使其輸出的功率最大。太陽能電池最大功率點跟蹤方法:目前使用的太陽能電池最大功率點跟蹤方法主要有恒電壓法、觀察擾動法、電導增量法以及其它的一些跟蹤方法。1. 恒電壓法(Constant Voltage Tracking，簡稱CVT)溫度一定時，在不同的日照強度下，太陽能電池陣列輸出曲線的最大功率點基本是分布在一條垂直線的附近，因此只要保持太陽能電池陣列輸出電壓為常數(shù)且等于某一日照強度下太陽能電池陣列最大功率點的電壓，就可以大致保證在該溫度下太陽能電池陣列輸出最大功率。恒電壓法具有控制簡單，易于實現(xiàn)，穩(wěn)定性好，可靠性高等優(yōu)點，比一般太陽能光伏系統(tǒng)可望多獲得20%的電能，較之不帶CVT的直接藕合要有利得多。然而恒電壓法忽略了太陽能電池溫度對太陽能電池陣列最大功率點的影響，一般硅太陽能電池的開路電壓都在較大程度上受結溫影響，以常規(guī)單晶硅太陽能電池而言，當太陽能電池溫度每升高1℃時，%%，這說明太陽能電池的最大功率點對應的電壓也隨電池溫度的變化而變化，其中對太陽能電池溫度影響最大的因素是環(huán)境溫度和日照強度。因此對于四季溫差或日溫差較大的地區(qū)，CVT方式并不能完全跟蹤太陽能電池陣列最大功率點，從而導致系統(tǒng)功率損失。研究結果表明，雖然許多太陽能光伏系統(tǒng)仍然采用這種最大功率點跟蹤方法，但這種方式所帶來的功率損耗相比于微電子技術的迅速發(fā)展及微電子器件的大幅度降價，已經顯得很不經濟。2. 擾動觀察法(Perturbation amp。 Observation)擾動觀察法的原理是:在每個控制周期用較小的步長改變太陽能電池陣列的輸出，改變的步長是一定的，方向可以是增加也可以是減少，控制對象可以是太陽能電池陣列的輸出電壓或電流，這一過程稱為“擾動”。然后，通過比較干擾周期前后太陽能電池陣列的輸出功率，如果輸出功率增加，那么繼續(xù)按照上一周期的方向繼續(xù)“干擾”過程，如果檢測到輸出功率減少，則改變“干擾”的方向。擾動觀察法的最大優(yōu)點就是結構簡單，被測參數(shù)少，容易實現(xiàn)。但是即使在某一周期太陽能電池陣列運行在最大功率點，由于擾動的存在，下一周期太陽能電池陣列運行點又會偏離最大功率點，因此太陽能電池陣列實際是在最大功率點附近振蕩運行，從而導致部分功率損失。其次，難以選擇合適的變化步長，步長過小，跟蹤的速度緩慢，太陽能電池陣列可能長時間運行于低功率輸出區(qū)，步長過大太陽能電池陣列在最大功率點附近的振蕩又會加大，跟蹤精度下降，從而導致更多的功率損失。另外，當外部環(huán)境突然變化，太陽能電池陣列從一個穩(wěn)定運行狀態(tài)變換到另一個穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程中，會出現(xiàn)誤判現(xiàn)象。 3. 增量電導法(Incremental Conductance Algorithm)為了解決擾動觀察法導致的功率損失問題。由太陽能電池陣列輸出電氣特性知，太陽能電池陣列的輸出功率電壓(PV)曲線是一個單峰曲線，在最大功率點處，功率對電壓的導數(shù)為零。增量電導法的優(yōu)點是:在日照強度發(fā)生變化時，太陽能電池陣列輸出電壓能以平穩(wěn)的方式追隨其變化，而且穩(wěn)態(tài)的電壓振蕩也較擾動觀察法小。增量電導法的缺點是:太陽能電池陣列可能存在一個局部的最大功率點，這種算法可能導致系統(tǒng)穩(wěn)定在一個局部的最大功率點。如同擾動觀察法一樣，增量電導法的變化步長也是固定的，步長過小會使跟蹤速度變慢，太陽能電池陣列較長時間工作在低功率輸出區(qū)。步長太長，又會使系統(tǒng)振蕩加劇，影響跟蹤精度。在實際的光伏系統(tǒng)中，增量電導法的實現(xiàn)對硬件的要求相對較高，控制系統(tǒng)需采用高速微處理器完成數(shù)據(jù)處理。與公共電網相連接的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為并網光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽能電池陣列輸出的直流電轉化為與電網電壓同幅、同頻、同相的交流電，并實現(xiàn)與電網連接，向電網輸送電能。它是太陽能光伏發(fā)電進入大規(guī)模商業(yè)化發(fā)電階段、成為電力工業(yè)組成部分之一重要方向，是當今世界太陽能光伏發(fā)電技術發(fā)展的主流趨勢。，將太陽能電池控制系統(tǒng)和民用電網并聯(lián)，當太陽能電池輸出電能不能滿足負載要求時，由電網來進行補充。而當其輸出的功率超出負載需求時，將電能輸送到電網中。
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