大功率光伏逆變系統的研究

1引言

自上個世紀90年代以來，隨著能源消費的增長、日益惡化的生態環境和人類環保意識的提高，世界各國都在積極尋找一種可持續發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，一種未來世紀常規能源的替代品，尤其受到人類的重視。太陽能的直接應用主要有光熱轉換、光電轉換和光化學轉換三種形式，從目前來看，光電轉換即光伏技術是其中最有發展前途的一種。

2光伏逆變系統簡介

系統的總體框圖見圖1。

由圖1可知，整個系統主要包含兩個環節：充電環節和逆變環節；并且太陽電池是本系統賴以工作的基礎，它的效率直接決定系統的效率。

3系統結構及工作原理

主電路拓樸結構見圖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，太陽電池溫度在25℃時工作電壓、電流和日照的關系曲線，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有關外，還與日照（S）、太陽電池溫度等有關。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、電流與日照關系曲線

圖4太陽電池輸出功率與日照、電壓關系曲線

圖5控制框圖