太阳能 >> 太阳能光伏发电 >> 光伏并网发电系统

光伏并网发电系统

太阳能 2008-6-7 0:18:40

并网控制逆变器的输出须与电网频率及相位保持同步。同时,其交流纹波失真度应能满足电网要求。具有完善的保护措施,如防孤岛效应、过压、欠压、短路及防雷等。

光伏并网的研究主要有三方面的内容,一是最大功率点控制;二是直流变换电路的研究;三是逆变电路的研究。

1.最大功率跟踪(maximumpowerpointtracking)

由于光伏电池的最大功率输出点是随光强和温度变化的。为了充分利用太阳能,系统必须实现最大功率点的跟踪。最大功率控制方法也有一个发展过程,早期的光伏系统采用恒定电压控制方法,这种方法的优点是简单易行,而且基本可以跟踪最大功率点。但随着电力电子及控制技术的发展,这种方法简单性与其造成的能量损失相比已显得很不经济。因此一些新的控制方法应运而生,如扰动观测法(登山法),导纳微增法等。

(1)恒定电压控制(cvt)

在不同的光照强度下,硅太阳能电池阵列具有图1所示的伏安特性曲线

它表明太阳电池既非恒压源,也非恒流源,而是一种非线性直流电源,太阳能电池阵列的伏安特性曲线与负载特性曲线l的交点a、b、c、d、e即为光伏系统的工作点,如果能使工作点移至光伏阵列伏安曲线的最大功率点a’、b’、c’、d’、e’上,就可以最大限度地提高光伏阵列的能量利用率。人们发现,当温度保持某一定值时,最大功率点基本在一根垂线的两侧,这样就可以把最大功率点的轨迹近似的看成输出电压恒定的一根垂线,这就是恒定电压控制的理论依据。但是这种跟踪方式忽略了温度对阵列开路电压的影响,对结温影响最大的因素当推环境温度和太阳辐照度。以常规单晶硅太阳能电池而言,当环境温度每升高1℃时,其开路电压下降率约为0.35%~045%。以新疆的某一阵列为例,阵列在环境温度为25℃时开路电压为363.6v,当环境温度为60℃时下降至299v,其下降幅度为17.5%。这是不容忽视的影响,而这一点采用恒定电压跟踪是无法克服的。

(2)最大功率点的跟踪(mppt)

实际上最大功率点的跟踪是一个自寻优过程。通过对光伏电池当前输出电压与电流的检测,得到当前光伏电池输出功率,再与已存储的前一时刻光伏电池功率相比较,舍小存大,再检测、再比较。如此不停地周而复始,便可使光伏电池动态工作在最大功率点上。

①登山法

登山法的主要思想是通过周期性地给太阳能电池的输出电压加扰动,比较其输出功率与前一周期的输出功率的大小。如果功率增加,在下一个周期以同样方向加扰动,否则改变扰动的方向。

②导纳微分法

登山法输出功率的变化被简单的认为是太阳能电池的输出电压变化造成的。这种方法不能将太阳能电池的输出功率与实际的最大功率点电压作比较,从而偏离了实际的最大功率点。导纳微分法根据最大功率的电压来调节太阳能电池的输出电压,从而避免了这种现象的出现。dp/dv的是与输出电压值一一对应的。

(1)当dp/dv=0,在最大功率点处

(2)当dp/dv>0,在最大功率点左边

(3)当dp/dv<0,在最大功率点右边

并且dp/dv=d(iv)/dv=i+vdi/dv,因此通过判断i/v+di/dv即g+dg的符号,就可以确定工作点的位置了。

2.dc/dc变换器部分:

直流变换电路分为直接变换和间接变换两类,前者先将直流电压变换为交流电压,经变压器转换后再变换为直流电压;后者没有中间变压器的介入,直接进行直流电压的变化。

责任编辑: 参与评论
Powered By: google021.com.cn 3.0 Beta