光伏逆变器Burst模式最大功率点跟踪方法
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端 的 Ｃ 充 电 ， 得 母 线 电压 上 升 。 设 电 网 周 使
的 单 个 输 出 功 率 较 低 ．一 般 在 ２ ０Ｗ 左 右 ， 因此 ０
ＡＣＭｏ ｕｅ 多个并 联使 用 。 — ｄ ｌ常 为监 控每 个 Ａ — ｄ ｌ ＣＭｏｕｅ
期 为 ， ＋ ） 的 时 间 段 为 一 个 Ｂ ｒｔ 式 控 （ ｕｓ模 制 周 期 ， 中 Ⅳ 的 时 间 段 内控 制 逆 变 器 并 网 发 其
ｉ ｕ ｔ ｄ ， ｅｃｎｅ ｔ ｎｌ ａｉ ｕ ｏ ｅ ｏ ｔｒｃｉｇ ＭＰ Ｔ ｅ ｏ ｓｃｎｎ ｔ ｏｋｗ ｌＩ ｕｓ ｍ ｄ ， ｉ ｎＢ ｒ ｅ ｔ ｏ ｖｎｉ ａ ｍ ｘｍ ｍ ｐ ｗ ｒｐｉ ａｋｎ （ Ｐ ）ｍ ｔ ｄ ａ ｏ ｗ ｒ ｅ ． Ｂ ｒ ｏ ｅｉ ｗｌ ｓ ｍｏ ｈ ｏ ｎｔ ｈ １ｎ ｔ ｔ ｌ
后 直 接 并入 电 网 ，若 干 相 同模 块 与 电 网并 联 构 成
容， 因此 ． 型光 伏 并 网逆 变 器 特 别 适 合 于 容 易遭 微 受局 部 遮 挡 的光 伏 建筑 一 体 发 电系 统 『 ｌ。 ＿
当环 境 的光 照 强 度 较 低 时 ，光 伏 电池 工 作在
光 伏 并 网发 电系统 。相 比于 传 统 的集 中式 光 伏 并 网发 电系 统 ，微 型 光 伏 并 网逆 变 器 每 个 模 块 进 行 ＭＰ Ｔ。 降低 组 件 不 匹配 或 局 部 阴 影 造 成 的功 率 Ｐ 可 损 耗 ， 高系 统 效 率 ； 个模 块 成 为 “ 提 每 即插 即 用 ” 的
ｍｏ ｏｎｒ ｌｗｈ ｎ ＰＶ ｃ ｌ ’ ｏ ｒ ｉ ｅａｉ ｅｙ ｌｗ ． Ｂｕｒｔｍｏ ｓ ｃｏ ｉｔ ｆ ｓｏ ａ ｅ ｅ ｉｄ ｎ ｒ ｉ ｇ ｐ ｉ ｄ．ｎ ｄｅ ｃ ｔｏ ｅ ｅｌ Ｓ ｐ ｗｅ ｓ ｒｌ ｔｖ ｌ ｏ Ａ ｓ ｄｅ ｉ ｎｓｓｓ ｏ ｔ ｒ ｇ ｐ ｒｏ ａ ｄ ｗｏ ｋ ｎ ｅｒｏ Ｉ
（ 上海 大学 ， 自动化 系 ， 上海 市 电站 自动化 技术重 点实验 室 ，上 海 ２ ０ ７ ） ０ ０２
摘 要 ： 出一种 光伏微 型逆 变器 在低 功 率下 的间歇 工作 模式 （ ｕｓ 模式 ） 提 Ｂｒ ｔ 控制 策略 ， 可有 效提 高较 低光 照 强度 时 的变换器 系统 效率 。其 中， ｕｓ模 式包 括储 能环节和 工作 环节 ， 能环节 中逆变 器停 止并 网工作 ， Ｂｒ ｔ 储 光伏 电池 的能 量储存 在母线 上 的电解 电容里 ． 导致母 线 电压 上升 ； 工作环 节 中逆变器 并 网输 出功率 ， 母线 电压 下 降。传 统 的最大 功率 点跟 踪 （ Ｐ 方法 在 Ｂ ｒｔ ＭＰ Ｔ） ｕｓ 模式 时无 法进 行 ＭＰ Ｔ， Ｐ 为使光 伏组 件在 Ｂ ｒｔ ｕ 模式 时 能够输 出最大 ｓ 功率 ， 进一 步提 出利 用 Ｂ ｒ 模式 的母线 电压波 动进行 Ｍ Ｐ ｕｔ ｓ Ｐ Ｔ的控 制方法 ， 使得在 Ｂ ｒ 模 式时无 需加 入额 外 的 ｕｔ ｓ 扰动 也能进 行 ＭＰ Ｔ。最后通 过实验 证 明了该方 法 的正确性和 有效 性 。 Ｐ 关键 词 ： 型逆变器 ：最 大功率 点跟踪 ；欧洲 效率 微
Ａ — ｄｌ Ｃ Ｍｏｕｅ电路 拓 扑 的种 类 众 多 。 ２示 出反 图
激 逆 变 器 ＡＣ Ｍｏ ｕｅ拓 扑 结 构 。 该 结 构 具 有 效 率 — ｄｌ 高 ， 件少 ， 制简单等优 点。 元 控
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低 功 率状 态 ，此 时微 型光 伏 并 网逆 变 器 的 工 作 效 率 往 往 处 于低 点 且 并 网 电流 的 谐 波 也较 大 ，这 对 整 个 系 统 的发 电量 非 常不 利 。 因 此 为提 高微 型 光 伏 并 网 逆 变器 的 综 合 指标 ，有 必 要 在 光 伏 电池 处
ｐｒ ｄ Ａ — ｄ ｌ ｓ ｒ ｏｏ ｔｕ ｐｗ ｒｔ ｇ ｄ ｔ ｏ ｅ ｉ ｆ ｍ ｂｔ ｈ Ｖ ｃｌ ａ ｄｔｅ ｂ ｌ ａａｉ ｎｅＢ ｔ ｅ ｏ ， Ｃ Ｍｏｕｅ ｔ ｔ ｔ ｕｐ ｔ ｏ ｅ ｏａ ， ｅ ｐｗ ｒ ｓ ｒ ｏｈ ｔ Ｐ ｅ ｎ ｈ ｕｋ ｃｐｃ ａ ｃ．ｕ ｉ ａｓ ｈ ｏ ｅ ｌ ｙ ｔ
电 ，‰ 的 时 间段 内 为储 能 阶段 。
工 作 状 况 ， 力载 波 通 讯 模 块 必 不 可 少 。 电
ＡＣ
…
器
Байду номын сангаас
圈
Ⅳ 椰为 工作 周期 数 ； 为储 能周 期数 。
图 １ 微 型 并 网 逆 变 系 统 结 构
３ Ｂ ｒｔ 式 的 控 制 方 式 ｕｓ 模
Ｂｕ ｓ ｏ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｆＡＣ． ｏ ｕ ｅ ｒ ｔＭ ｄ ｎ ｒ ｌｏ Ｍ ｄ ｌ
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（ ｈｎｈ ｉＵ ｉ ｒ ｔ，Ｓ ａｇａ ０ ０ ２ ｈｎ ） Ｓ ａｇ ａ ｎｖ ｓｙ ｈ ｈｉ ２ ０７ ，Ｃ ｉａ ｅｉ ｎ Ａ ｓｒｃ ： ｕ ｔ ｄ ｏｔ ｌ ｔｏ ｓｄ ｉ ｇ ｄｃｎ ｅｔｄｐ ｏ ｖｈ ｉ ｍｉ — ｖｒ ｒ Ａ － ｄ ｌ）ｗ ｅ ｈ ｏ — ｂｔａ ｔＡ Ｂ ｒ ｅｃｎ ｏ ｍｅ ｄ ｕｅ ｎａ —ｏｎ ｃ ｈｔ ｏａ ｃ ｉ ｅｔ （ ＣＭｏｕｅ ｈｎｔｅｐｗ ｓ ｍｏ ｒ ｈ ｅ ｏ ｃ ｏ ｒ ｎ ｅ
于 低 功 率 状 态 时 进 行 Ｂ ｒｔ 式 控 制 。 文 献 ［】 ｕｓ 模 ４ 介
绍 了一 种微 型光 伏 并 网逆 变 器 的 Ｂ ｒ 工 作 模 式 ， ｕｓ ｔ
基 金 项 目 ： 上 海 市优 秀 青 年 教 师 科 研 专项 基 金 （ｈ ０ ０ ９ ； ｓｕ ９ １ ） 国 家 自然 科 学基 金 项 目（ １００ ９ ５ １７ ７ ）
流 电。图 １为 微 型 并 网逆 变 系 统 结 构 。Ａ — ｄ ｌ Ｃ Ｍｏｕｅ
率 的 ３ ％。 据 光 伏 电池 的 实 际 输 出 功率 ， ＡＣ ０ 根 使 — Ｍｏｕｅ工 作 ｄｌ 个 电 网 周 期 然 后 再 储 能 个 电 网周 期 ， 图 ３所 示 。 Ｂ ｒｔ 式 的储 能 时 间里 ， 如 在 ｕｓ模 Ａ — ｄｌ 止 输 出 能 量 。造 成 光 伏 电 池 给 输 入 ＣＭｏｕｅ停
作 效 率 低 ， 网 电流 谐 波 大 的 问题 。 并
５ ２
光 伏 逆 变 器 Ｂｕｓ ｒｔ模 式 最 大 功 率 点 跟 踪 方 法
２ ＡＣ－ ｏ ｕｅ的 系 统 结 构 Ｍ ｄｌ
与 传 统 并 网逆 变 器 一 样 ．微 型 光 伏 并 网逆 变 器 也 是 将 光 伏 电池 输 出直 流 电转 换 为 ２０Ｖ 的交 ２
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定 稿 日期 ：０ １ ０ — ７ ２ １— ３ ０
但 并 未 提 及 Ｂ ｒ 模 式 时 ＭＰ Ｔ方 法 ， 势 必 造 成 ｕｓ ｔ Ｐ 这
作 者 简 介 ： 春 华 （９ ８ ， ， 江 海 盐 人 ， 师 ， 究 方 吴 １７ 一） 男 浙 讲 研
向为太阳 能控制 。
光伏组 件在 Ｂ ｒ 模式 时无法 确保工作 在最佳 状 ｕｓ ｔ 态 。 这 里提 出一 种 光 伏 逆 变 器 Ｂｒ ｕｓ 式 及 其 ｔ模 ＭＰ Ｔ方 法 ， 解 决 光伏 电池 输 出低 功 率 时 系 统 工 Ｐ 可
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｃ ｏ ｉ ｖ ｒ ｒ ｙ ｒ ｓ ｍｉ ｒ － ｅ ｔ ；ｍａ ｉ ｍ ｏ ｅ ｏｎ ｒ ｃ ｉ ｇ；ｅ ｒ ｐ ａ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｘｍｕ ｐ ｗ ｒ ｐ ｉ ｔ ｔ ｋ ｎ ａ ｕ ｏ ｅ ｎ ｅ ｉｉｎ ｙ
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中 图分 类 号 ：Ｍ ６ Ｔ ４４ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ ｌＯ ２ １ ）９ ０ ５ 一 ３ １０ 一 Ｏ Ｘ（０ １０ — ０ ２ Ｏ
Ａ ｅ ｈｏ ｆ Ｍ ａ ｉ ｕ ｗｅ ｉ ｔ Ｔｒ ｃ ｎｇ Ｕｓ ｄ ｉ Ｍ ｔ ｄ ｏ ｘ ｍ ｍ Ｐｏ ｒ Ｐｏ ｎ ａ ｋｉ ｅ ｎ
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１ 引 言
微 型 光 伏 并 网逆 变 器 （ Ｃ Ｍｏ ｕｅ 在 每 块 光 Ａ ． ｄ ｌ）
标 准 化 模 块 ，可 根 据 不 同建 筑 物 形 状 和 面 积 选 择 模 块数 量 ． 加 系 统 灵 活性 ， 时方 便 系 统 今 后 扩 增 同
伏 组 件 背面 安 装 一 个 集 成 各 种 保 护 及 控 制 功 能 的 微 型逆 变 器 ， 由微 型 逆 变 器 将 电能 变 换 成 交 流 电
乖 ４３ 巷 币 －
删
电力 吧亍 技 木
ｖｏ ． １ ４）． Ｏ．
２１ ０ １年 ９ 月
Ｐ ｗ ｒＥｌｃｒ ｎ ｃ ｏ ｅ ｅ ｔ ｉｓ ｏ
Ｓ ｐｅ ｅ ０ ｅ ｔ ｍｂ ｒ １ ２ １
光伏逆变器 Ｂ ｒｔ ｕｓ模式最大功率点跟踪方法
吴 春 华 ，杨 宇 ，黄 建 明 ，徐 坤
端 的 Ｃ 充 电 ， 得 母 线 电压 上 升 。 设 电 网 周 使
的 单 个 输 出 功 率 较 低 ．一 般 在 ２ ０Ｗ 左 右 ， 因此 ０
ＡＣＭｏ ｕｅ 多个并 联使 用 。 — ｄ ｌ常 为监 控每 个 Ａ — ｄ ｌ ＣＭｏｕｅ
期 为 ， ＋ ） 的 时 间 段 为 一 个 Ｂ ｒｔ 式 控 （ ｕｓ模 制 周 期 ， 中 Ⅳ 的 时 间 段 内控 制 逆 变 器 并 网 发 其
ｉ ｕ ｔ ｄ ， ｅｃｎｅ ｔ ｎｌ ａｉ ｕ ｏ ｅ ｏ ｔｒｃｉｇ ＭＰ Ｔ ｅ ｏ ｓｃｎｎ ｔ ｏｋｗ ｌＩ ｕｓ ｍ ｄ ， ｉ ｎＢ ｒ ｅ ｔ ｏ ｖｎｉ ａ ｍ ｘｍ ｍ ｐ ｗ ｒｐｉ ａｋｎ （ Ｐ ）ｍ ｔ ｄ ａ ｏ ｗ ｒ ｅ ． Ｂ ｒ ｏ ｅｉ ｗｌ ｓ ｍｏ ｈ ｏ ｎｔ ｈ １ｎ ｔ ｔ ｌ
后 直 接 并入 电 网 ，若 干 相 同模 块 与 电 网并 联 构 成
容， 因此 ． 型光 伏 并 网逆 变 器 特 别 适 合 于 容 易遭 微 受局 部 遮 挡 的光 伏 建筑 一 体 发 电系 统 『 ｌ。 ＿
当环 境 的光 照 强 度 较 低 时 ，光 伏 电池 工 作在
光 伏 并 网发 电系统 。相 比于 传 统 的集 中式 光 伏 并 网发 电系 统 ，微 型 光 伏 并 网逆 变 器 每 个 模 块 进 行 ＭＰ Ｔ。 降低 组 件 不 匹配 或 局 部 阴 影 造 成 的功 率 Ｐ 可 损 耗 ， 高系 统 效 率 ； 个模 块 成 为 “ 提 每 即插 即 用 ” 的
ｍｏ ｏｎｒ ｌｗｈ ｎ ＰＶ ｃ ｌ ’ ｏ ｒ ｉ ｅａｉ ｅｙ ｌｗ ． Ｂｕｒｔｍｏ ｓ ｃｏ ｉｔ ｆ ｓｏ ａ ｅ ｅ ｉｄ ｎ ｒ ｉ ｇ ｐ ｉ ｄ．ｎ ｄｅ ｃ ｔｏ ｅ ｅｌ Ｓ ｐ ｗｅ ｓ ｒｌ ｔｖ ｌ ｏ Ａ ｓ ｄｅ ｉ ｎｓｓｓ ｏ ｔ ｒ ｇ ｐ ｒｏ ａ ｄ ｗｏ ｋ ｎ ｅｒｏ Ｉ
（ 上海 大学 ， 自动化 系 ， 上海 市 电站 自动化 技术重 点实验 室 ，上 海 ２ ０ ７ ） ０ ０２
摘 要 ： 出一种 光伏微 型逆 变器 在低 功 率下 的间歇 工作 模式 （ ｕｓ 模式 ） 提 Ｂｒ ｔ 控制 策略 ， 可有 效提 高较 低光 照 强度 时 的变换器 系统 效率 。其 中， ｕｓ模 式包 括储 能环节和 工作 环节 ， 能环节 中逆变 器停 止并 网工作 ， Ｂｒ ｔ 储 光伏 电池 的能 量储存 在母线 上 的电解 电容里 ． 导致母 线 电压 上升 ； 工作环 节 中逆变器 并 网输 出功率 ， 母线 电压 下 降。传 统 的最大 功率 点跟 踪 （ Ｐ 方法 在 Ｂ ｒｔ ＭＰ Ｔ） ｕｓ 模式 时无 法进 行 ＭＰ Ｔ， Ｐ 为使光 伏组 件在 Ｂ ｒｔ ｕ 模式 时 能够输 出最大 ｓ 功率 ， 进一 步提 出利 用 Ｂ ｒ 模式 的母线 电压波 动进行 Ｍ Ｐ ｕｔ ｓ Ｐ Ｔ的控 制方法 ， 使得在 Ｂ ｒ 模 式时无 需加 入额 外 的 ｕｔ ｓ 扰动 也能进 行 ＭＰ Ｔ。最后通 过实验 证 明了该方 法 的正确性和 有效 性 。 Ｐ 关键 词 ： 型逆变器 ：最 大功率 点跟踪 ；欧洲 效率 微
Ａ — ｄｌ Ｃ Ｍｏｕｅ电路 拓 扑 的种 类 众 多 。 ２示 出反 图
激 逆 变 器 ＡＣ Ｍｏ ｕｅ拓 扑 结 构 。 该 结 构 具 有 效 率 — ｄｌ 高 ， 件少 ， 制简单等优 点。 元 控
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低 功 率状 态 ，此 时微 型光 伏 并 网逆 变 器 的 工 作 效 率 往 往 处 于低 点 且 并 网 电流 的 谐 波 也较 大 ，这 对 整 个 系 统 的发 电量 非 常不 利 。 因 此 为提 高微 型 光 伏 并 网 逆 变器 的 综 合 指标 ，有 必 要 在 光 伏 电池 处
ｐｒ ｄ Ａ — ｄ ｌ ｓ ｒ ｏｏ ｔｕ ｐｗ ｒｔ ｇ ｄ ｔ ｏ ｅ ｉ ｆ ｍ ｂｔ ｈ Ｖ ｃｌ ａ ｄｔｅ ｂ ｌ ａａｉ ｎｅＢ ｔ ｅ ｏ ， Ｃ Ｍｏｕｅ ｔ ｔ ｔ ｕｐ ｔ ｏ ｅ ｏａ ， ｅ ｐｗ ｒ ｓ ｒ ｏｈ ｔ Ｐ ｅ ｎ ｈ ｕｋ ｃｐｃ ａ ｃ．ｕ ｉ ａｓ ｈ ｏ ｅ ｌ ｙ ｔ
电 ，‰ 的 时 间段 内 为储 能 阶段 。
工 作 状 况 ， 力载 波 通 讯 模 块 必 不 可 少 。 电
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Ⅳ 椰为 工作 周期 数 ； 为储 能周 期数 。
图 １ 微 型 并 网 逆 变 系 统 结 构
３ Ｂ ｒｔ 式 的 控 制 方 式 ｕｓ 模
Ｂｕ ｓ ｏ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｆＡＣ． ｏ ｕ ｅ ｒ ｔＭ ｄ ｎ ｒ ｌｏ Ｍ ｄ ｌ
Ｗ Ｕ Ｃ ｕ —ｕ ｈ ｎ ｈ ａ，ＹＡＮＧ Ｙｕ，ＨＵＡＮＧ Ｊａ — ｎ ，ＸＵ ｎ ｉｎ ｍｉ ｇ Ｋｕ
（ ｈｎｈ ｉＵ ｉ ｒ ｔ，Ｓ ａｇａ ０ ０ ２ ｈｎ ） Ｓ ａｇ ａ ｎｖ ｓｙ ｈ ｈｉ ２ ０７ ，Ｃ ｉａ ｅｉ ｎ Ａ ｓｒｃ ： ｕ ｔ ｄ ｏｔ ｌ ｔｏ ｓｄ ｉ ｇ ｄｃｎ ｅｔｄｐ ｏ ｖｈ ｉ ｍｉ — ｖｒ ｒ Ａ － ｄ ｌ）ｗ ｅ ｈ ｏ — ｂｔａ ｔＡ Ｂ ｒ ｅｃｎ ｏ ｍｅ ｄ ｕｅ ｎａ —ｏｎ ｃ ｈｔ ｏａ ｃ ｉ ｅｔ （ ＣＭｏｕｅ ｈｎｔｅｐｗ ｓ ｍｏ ｒ ｈ ｅ ｏ ｃ ｏ ｒ ｎ ｅ
于 低 功 率 状 态 时 进 行 Ｂ ｒｔ 式 控 制 。 文 献 ［】 ｕｓ 模 ４ 介
绍 了一 种微 型光 伏 并 网逆 变 器 的 Ｂ ｒ 工 作 模 式 ， ｕｓ ｔ
基 金 项 目 ： 上 海 市优 秀 青 年 教 师 科 研 专项 基 金 （ｈ ０ ０ ９ ； ｓｕ ９ １ ） 国 家 自然 科 学基 金 项 目（ １００ ９ ５ １７ ７ ）
流 电。图 １为 微 型 并 网逆 变 系 统 结 构 。Ａ — ｄ ｌ Ｃ Ｍｏｕｅ
率 的 ３ ％。 据 光 伏 电池 的 实 际 输 出 功率 ， ＡＣ ０ 根 使 — Ｍｏｕｅ工 作 ｄｌ 个 电 网 周 期 然 后 再 储 能 个 电 网周 期 ， 图 ３所 示 。 Ｂ ｒｔ 式 的储 能 时 间里 ， 如 在 ｕｓ模 Ａ — ｄｌ 止 输 出 能 量 。造 成 光 伏 电 池 给 输 入 ＣＭｏｕｅ停
作 效 率 低 ， 网 电流 谐 波 大 的 问题 。 并
５ ２
光 伏 逆 变 器 Ｂｕｓ ｒｔ模 式 最 大 功 率 点 跟 踪 方 法
２ ＡＣ－ ｏ ｕｅ的 系 统 结 构 Ｍ ｄｌ
与 传 统 并 网逆 变 器 一 样 ．微 型 光 伏 并 网逆 变 器 也 是 将 光 伏 电池 输 出直 流 电转 换 为 ２０Ｖ 的交 ２
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但 并 未 提 及 Ｂ ｒ 模 式 时 ＭＰ Ｔ方 法 ， 势 必 造 成 ｕｓ ｔ Ｐ 这
作 者 简 介 ： 春 华 （９ ８ ， ， 江 海 盐 人 ， 师 ， 究 方 吴 １７ 一） 男 浙 讲 研
向为太阳 能控制 。
光伏组 件在 Ｂ ｒ 模式 时无法 确保工作 在最佳 状 ｕｓ ｔ 态 。 这 里提 出一 种 光 伏 逆 变 器 Ｂｒ ｕｓ 式 及 其 ｔ模 ＭＰ Ｔ方 法 ， 解 决 光伏 电池 输 出低 功 率 时 系 统 工 Ｐ 可
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中 图分 类 号 ：Ｍ ６ Ｔ ４４ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ ｌＯ ２ １ ）９ ０ ５ 一 ３ １０ 一 Ｏ Ｘ（０ １０ — ０ ２ Ｏ
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１ 引 言
微 型 光 伏 并 网逆 变 器 （ Ｃ Ｍｏ ｕｅ 在 每 块 光 Ａ ． ｄ ｌ）
标 准 化 模 块 ，可 根 据 不 同建 筑 物 形 状 和 面 积 选 择 模 块数 量 ． 加 系 统 灵 活性 ， 时方 便 系 统 今 后 扩 增 同
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电力 吧亍 技 木
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２１ ０ １年 ９ 月
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光伏逆变器 Ｂ ｒｔ ｕｓ模式最大功率点跟踪方法
吴 春 华 ，杨 宇 ，黄 建 明 ，徐 坤