大功率光伏逆变系统的研究

1引言

自上个世纪90年代以来，随着能源消费的增长、日益恶化的生态环境和人类环保意识的提高，世界各国都在积极寻找一种可持续发展且无污染的新能源。太阳能—作为一种高效无污染的新能源，一种未来世纪常规能源的替代品，尤其受到人类的重视。太阳能的直接应用主要有光热转换、光电转换和光化学转换三种形式，从目前来看，光电转换即光伏技术是其中最有发展前途的一种。

2光伏逆变系统简介

系统的总体框图见图1。

由图1可知，整个系统主要包含两个环节：充电环节和逆变环节；并且太阳电池是本系统赖以工作的基础，它的效率直接决定系统的效率。

3系统结构及工作原理

主电路拓朴结构见图2。

31充电控制

（1）太阳电池的特性

太阳电池作为光伏系统中最基本的部分，有着独特的工作特性，它的工作电压与电流和日照、太阳电池温度等密切相关，太阳电池温度在25℃时工作电压、电流和日照的关系曲线，如图3所示。

由图3可知，曲线上任一点处的功率为P=UI，其值除和U、I有关外，还与日照（S）、太阳电池温度等有关。图4给出了在太阳电池温度为25℃时，太阳电池的输出功率和日照（S）、U之间的曲线。由于太阳电池的工作效率等于输出功率与投射到太阳电池面积上的功率之比，因此，为了提高本系统的工作效率，必须尽可能地使太阳电池工作在最大功率点处，以功率尽可能小的太阳电池获得最多的功率输出。在图3和图4中，对应不同日照的最大功率点为A、B、C、D、E点。

（2）太阳电池的最大功率点跟踪（MPPT）

图1光伏逆变系统框图

图2主电路原理图

图3太阳电池工作电压、电流与日照关系曲线

图4太阳电池输出功率与日照、电压关系曲线

图5控制框图