恒定电压跟踪光伏水泵系统瞬态工作点特性分析

4 数据分析与讨论

由典型日运行数据可以看出,系统瞬时工作电压基本跟踪在296V附近,并随太阳辐射强度和组件温度的变化而漂移。分析表1的数据发现，当太阳辐射强度为730W/m²，组件温度50℃，方阵工作电压296V时，方阵工作电流达6.4A。而当太阳辐射强度为830W/m²，组件温度58℃，方阵工作电压298V时，方阵工作电流为6.0A。方阵工作电流随太阳辐射强度的增加反而减小，反映了系统瞬态工作点偏离了最大功率点。图2为某典型日太阳辐射强度、方阵工作电压和工作电流的瞬时变化。由此可进一步看出，在方阵工作电压基本恒定的情况下，方阵工作电流开始随太阳辐射强度的增加而线性增加，当达到某一值时随太阳辐射强度的增加反而下降。当太阳辐射强度减小时，方阵工作电流开始略有增加随后线性下降。在太阳辐射较强的时段方阵工作电流出现反常现象。这是因为随组件温度的升高方阵伏安特性变差，CVT不能适应这种瞬态变化使系统偏离最大功率点，导致功率损失。

图2 太阳辐射强度、方阵工作电压和工作电流的瞬时变化

图3为组件温度随太阳辐射强度的瞬时变化情况，由此可看出环境温度基本恒定，组件温度随太阳辐射强度的变化近似线性变化，当环境温度30℃,太阳辐射强度为750W/m²时,组件温度达60℃，太阳辐射强度和组件温度的变化导致系统工作点的漂移。图4为典型日系统瞬态工作点变化情况。综合分析可知，夏季在太阳辐射较强的时段工作电压设定在296V偏高，不能使系统有效地工作。

图3 组件温度随太阳辐射强度的瞬时变化

图4 典型日系统瞬态工作点变化情况

5 结语

光伏水泵系统采用定电压跟踪器(CVT)虽然制作简单成本较低,但系统瞬态工作点不能适应太阳电池方阵伏安特性随温度和光强的瞬态变化。在方阵工作电压基本恒定的情况下，方阵工作电流随太阳辐射强度的变化出现反常现象。系统工作点偏离方阵输出最大功率点，导致系统功率损失。随着微电子技术和电力电子技术的发展，为使光伏水泵系统发挥应有的作用，从技术上应真正实现最大功率跟踪(MPPT)，使系统更经济合理。