独立运行光伏发电系统研究
PVsyst家用独立光伏发电系统的优化设计.
《太阳能光伏发电原理与应用》课程设计课题名称：家用独立光伏发电系统的优化设计专业班级：学生学号：学生姓名：学生成绩：指导教师：刘国华课题工作时间：2012.6.11 至2012.6.15武汉工程大学教务处一、课程设计的任务和要求要求：1、具备独立查阅光伏发电器件参数、光伏发电控制电路、光伏发电系统设计相关文献和资料的能力；能提出并较好地的实施方案；具有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。
2、具备独立设计光伏发电系统的能力，能对光伏发电系统的结构配置进行研究、分析及优化的能力。
3、具备采用计算机软件进行数值计算、仿真、绘图等能力。
4、工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。
5、综述简练完整，立论正确，论述充分，结论严谨合理；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确。
6、工作中有创新意识，对前人工作有一定改进或独特见解。
7、内容不少于3000字，图和计算结果可以打印。
技术参数：1、光伏发电系统安装地点：武汉；2、使用非晶硅光伏电池；3、负载表数量功率使用时间荧光灯8 18w/盏5h/天电视机，电脑 2 120w/个3h/天洗衣机 1 600wh/天电冰箱 1 1000wh/天任务：1、选择适当的光伏电池、蓄电池、逆变器和控制器；2、设计合适的光伏发电系统电路原理图；3、利用PVsyst软件模拟优化此电路，对结果进行分析和总结。
二、进度安排1、2012.6.11 选题、熟悉PVsyst软件2、2012.6.12 分析查找资料、提出设计方案3、2012.6.13 光伏发电系统各部件的选型、系统的优化设计4、2012.6.14 讨论、修改、进一步优化方案，写出初稿5、2012.6.15 整理课程设计报告、交稿三、参考资料或参考文献1、杨金焕、于化丛、葛亮著. 太阳能光伏发电应用技术. 第1版. 电子工业出版社. 2009年。
2、李钟实著. 太阳能光伏发电系统设计施工与维护. 第1版. 人民邮电出版社.2010年。
独立运行光伏系统暂态电压稳定分析
（） ｂ
图 ２ 系统等 效电路及相量图
Ｆ ｇ ２ Ｅｑ ｉａｅ ｔ ｉ ｕ ｔ ｆｐ ｗｅ ｙ ｔ ｍ ｉ． ｕ ｖ ｌｎ ｒ ｉ ｏ ｏ ｒｓ ｓｅ ｃｃ
ｗ ｔ ｏ ｄ ａ ｄ ｖｃｏ ｐ ｉ ｌａ ｎ ｅ ｔｒｍａ ｈ
从式 （ ） ２ 看出 ， 系统 电压的波动主要是 由无功 功率的波动引起 的。 传统 的功率定义 ， 是建立在平均值基础上的定 义， 并且在现场检测应用 中， 需要积分一个周期才能 得到检测结果 ， 在暂态的时域分析过程 中， 有一定的 局限性 。而在 ８ ０年代 由赤木泰文提出并 逐步发展
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第 ３ 卷 第２ 期 ４ ３
２ ０ 年 ｌ 月 １日 ０６ ２
继电器
ＲＥＬ ＡＹ
Ｖ ｌ３ Ｎ ． ３ ０ ＿４ ｏ ２
Ｄ ｃ １， ０ ６ ｅ． ２ ０
３ ９
独 立 运 行 光 伏 系统 暂 态 电压 稳 定 分 析
盛 鹏 ， 力 ， 蕾 裴 伟 一孔 苗 ， ＇
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中图分类号 ：Ｔ ７ Ｍｌ
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ －８７ ２ ０ ）３０ ３ －５ ０ ３４ ９ （０ ６ ２ －０９０
０ 引 言
独立的太 阳能光伏发 电系统 ， 作为解决边远无 电地区供电的有效手段 ， 在我国西藏等地 区， 得以大 量实际的应用¨ 。在这些独 立运行系统 的设计 过 程中， 因为结构相对 比较简单 ， 因此只对系统容量与 负荷估计等因素作 了相关的讨论 ， 没有对该类系 而 统的稳定性问题 ， 尤其是暂态稳定问题考虑进行深 入的分析和研究。随着系统容量扩大 ， 变压器和输 配 电系统 的加 入 （ 图 １所 示 ） 系统 的暂态 稳 定 性 如 ， 的问题就会表现 出来。如在系统带载投入时 ， 会造 成操作失败 。这些现象 的出现 ， Ｊ 影响了系统的正 常运行 ， 制约了独立运行光伏发 电系统的进一步普
对太阳能光伏发电系统独立储能单元的设计研究
对太阳能光伏发电系统独立储能单元的设计研究作者：昌菁来源：《硅谷》2013年第04期摘要储能在光伏发电系统中起着重要的作用，它的优劣会直接影响到光伏发电系统的好坏。
所以在对光伏发电系统进行设计时，储能的设计是重要环节。
本文对太阳能储能技术和蓄电池进行分析与探讨。
关键词太阳能；光伏发电；储能中图分类号：TM914 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-019-11 太阳能的储能技术太阳能发电属于间歇性电源，它不能全年满足负荷需求，所以储能以它自身的特征来配合这种电力系统的顺畅运行。
目前，用于独立太阳能光伏发电系统的储能技术主要包括：电化学电池、飞轮等。
在我们常用的电池中最常见的就是电化学电池，它是通过氧化还原所释放的能量，并把它直接转化为直流电能供负载使用。
目前，可用作太阳能储能单元的电化学介质主要有六种：铅酸单元电压为2.0 V，它是最低成本的技术；镉镍单元电压为1.2 V，具有记忆效应；金属氧化物镍单元电压为1.2 V，对于温度较为敏感；锂离子单元电压为3.6 V，相对安全。
不含金属性锂；锂聚合物单元电压为3.0 V，含有金属性锂；锌-空气单元电压为1.2 V，要求良好的空气管理以限制自放电速度。
飞轮储能电池的概念起源于20世纪70年代的早期，但飞轮真正得到发展是在20世纪90年代，是因为强度高但质量轻的复合纤维转子以及可以告诉运转的磁轴承取得了进展，和全世界对污染的重视，这种电池才得到了的快速的发展，从实验室真正的走向社会。
飞轮储能的优势在于，它的双程飞轮系统的转换率可高达90%，寿命较长、功率管理简单的优点，使得飞轮储能拥有很好的市场前景。
由于我国在这方面才刚起步，一定要在吸取大量的经验之后对飞轮产品进行更好的研发，使飞轮储能技术能够在太阳能储能领域中得到重要的发展与发挥。
如果当我们将一个超导体的圆环放到磁场之中，对其进行降温，降到圆环材料的临界温度下，然后撤去磁场，这是圆环会产生感应电流，只要温度不发生变化，这种电流将一直持续下去。
独立光伏发电系统的智能控制
摘要随着人口的增加，能源消耗量逐年上升，由此导致的能源危机和生态环境的污染、破坏等问题日益严重。
太阳能作为可再生一次能源，不仅储量丰富，更是无污染的绿色能源，满足可持续发展的要求，具有很大的开发潜力和利用价值。
随着光伏组件成本的降低和光伏发电技术的发展，太阳能发电技术成为世界各国积极研究的对象。
本文主要就独立光伏发电系统中合理控制蓄电池充放电、提高发电系统电能利用率等问题进行理论分析和探索。
论文首先阐述了太阳能研究的相关背景和光伏发电产业的现状，接着介绍了光伏系统的基本组成，同时对主要研究对象蓄电池的工作原理和电特性进行了简要分析。
通过探讨现行各种充放电方式及控制方法的优缺点，提出基于蓄电池电压-温度变化的充放电模糊控制策略。
综合考虑蓄电池充放电过程中电压、温度值及其变化量，利用模糊逻辑判断蓄电池的充放电状态，可以提高对蓄电池工作状态判断的准确性，改善蓄电池的使用寿命和工作效率。
为提高发电系统电能利用率，提出一种由光伏电池组、铅酸蓄电池、DC/DC变换器、DC/AC变换器及直流负载和交流负载组成的独立光伏发电体系结构。
DC/AC变换器采用高频隔离方式，系统无需工频升压变压器，结构简单、体积小、成本低。
该发电体系结构能提高电能利用率，具有很强的实用性和市场前景。
关键词：光伏电池组；蓄电池；DC/DC变换器；逆变器；模糊控制IABSTRACTWith the increasing value of population, the comsum ption of energy is rising year by year,which leads to the energy crisis and environment problem even worse. As a new kind of regenerative energy, the solar resource is not only abundant but also non-pollution. The green energy which is of great explored potentialit y and utilized value is suitable to the growing demand of sustainable development. With the cost reduction of photovoltaic (PV) modules and development of PV technology,many countries through out the wor ld are eagerl y researching the solar PV power generation technology.This paper deals with the key problems such as controlling the battery charge and discharge p roperl y and improving the energy utilization rate of the generation system by theory anal ysis and experiment.The background of the solar resource rese arching and the current situation of PV s ystem are introduced at first and then the components of PV system are discussed in this paper. Meanwhile, the paper introduced the working principle and electrical characteristics of the bat tery. By exploring advantages and disadvantages of the various charging manner and control methods, proposed a new fuzz y contro l strategy which is based on voltage, temperature differential. To prevent controller malfunction caused by external environment change and improve accur acy of the output, the control strategy judge battery working state s by a fuzzy rule table and take the light intensit y and the temperature of environment into account integratedl y.As a result,the batter y’s service life and working efficiency will be improved.To increase the energy utilizati on rate of the generation s yste m, a new structure of stand-alone photovoltaic s ystem is proposed.The s ystem contain PV modules、battery、DC/DC inverter、DC/AC inverter and the load of direct and alternating.DC/AC inverter adopt the way of high frequency isolation. The system without an industrial frequency booster tra nsformerIIwill be more simple and smaller. Finally,the proposed control methods are proved practicable by the simulation results.Key Words:PV battery pack ; Battery; DC/DC convertor; Inverter;Fuzzy controlIII目录摘要 (I)ABSTRACT .......................................................................................I I 第一章绪言 (1)1.1 太阳能研究的相关背景 (1)1.2 国内外太阳能光伏发电现状与前景 (1)1.3 光伏发电系统的分类 (2)1.3.1 独立光伏发电系统 (2)1.3.2 并网光伏发电系统 (4)1.4 本文的主要研究工作 (5)第二章光伏发电系统中的储能设备及其特性研究 (5)2.1 储能设备的分类 (6)2.1.1 蓄电池 (6)2.1.2 超级电容 (6)2.2 蓄电池的工作特性 (6)2.2.1 蓄电池的特点 (6)2.2.2 铅酸蓄电池的构成 (7)2.2.3 铅酸蓄电池充放电原理 (7)2.2.4 蓄电池的基本特性 (8)2.3 超级电容的工作特性 (9)2.3.1 超级电容的工作原理 (9)2.3.2 超级电容的基本特性 (10)2.4 影响蓄电池寿命的因素 (10)2.4.1 环境温度 (10)2.4.2 充电电流大小 (11)2.4.3 充电程度 (12)2.4.4 放电电流大小 (12)2.4.5 放电深度 (13)2.7 本章小结 (13)第三章蓄电池充放电的模糊控制 (14)3.1 蓄电池充电方式 (14)3.1.1 恒流充电 (14)3.1.2 恒压充电 (15)3.1.3 三阶段充电 (16)3.1.4 脉冲充电 (16)3.1.5 智能充电 (16)3.2 蓄电池充放电的控制方法 (17)3.2.1 充电程度的判断 (17)3.2.2 充电各阶段的自动转换 (17)3.2.3 启动、停止的控制 (17)3.3 蓄电池充放电的模糊控制策略 (17)3.3.1 模糊控制中输入量、输出量的选取 (18)3.3.2 蓄电池的工作状态 (20)3.3.3 输入变量的模糊化 (21)3.3.4 建立模糊控制规则 (23)3.4 本章小结 (24)第四章新型独立光伏发电体系结构 (25)4.1 独立光伏发电体系的一般结构 (25)4.2 新型独立光伏发电体系结构 (25)4.3 新型独立光伏发电系统拓扑 (26)4.3.1 DC/DC变换器 (27)4.3.2 整流电路 (28)4.3.3 滤波电路 (29)4.3.4 高频DC/AC (29)4.4 本章小结 (31)第五章独立光伏发电系统仿真实验方案研究 (32)5.1 蓄电池充放电模糊控制硬件结构 (32)5.2 蓄电池充放电模糊控制仿真实验系统构建 (32)5.2.1 铅酸蓄电池等效模型 (32)5.2.3 蓄电池充放电控制方案 (33)5.3 蓄电池充放电模糊控制仿真实验预期结果 (34)5.4 本章小结 (35)总结与展望 (36)参考文献 (37)致谢 (41)附录A (攻读硕士学位期间发表论文目录) ·····错误！未定义书签。
光伏发电系统的并网与离网运行
光伏发电系统的并网与离网运行光伏发电是一种利用太阳能将光能转化为电能的可再生能源发电方式。
光伏发电系统不仅可以通过并网运行，将电能并入电网供给公共电力系统使用，也可以通过离网运行，独立供电。
一、光伏发电系统的并网运行光伏发电系统的并网运行是指将光伏发电装置所产生的电能与公共电力系统连接，将电能输出到公共电力系统中。
1. 并网逆变器光伏发电系统中的关键设备是并网逆变器，它负责将光伏发电装置的直流电转换为交流电，并将输出的电能与电网同步。
并网逆变器具有高效、可靠的特点，能够实现光伏发电系统的安全并网运行。
2. 电网接入与调度光伏发电系统需要与电网进行连接，接入方式包括单相接入和三相接入。
并网运行时，光伏发电系统会根据电网的需求自动调整电能的输出，实现对电网供电的支持。
3. 发电性能监测与管理光伏发电系统需具备远程监测与管理功能，及时获取光伏发电装置的工作状态和发电性能数据，以确保系统正常运行并提高发电效率。
二、光伏发电系统的离网运行光伏发电系统的离网运行是指将光伏发电装置所产生的电能用于自身独立供电，不与电网连接。
1. 储能装置光伏发电系统的离网运行需要配备适当的储能装置，如蓄电池组。
储能装置用于存储白天光伏发电装置产生的电能，以供夜间或阴雨天等无法正常发电时使用。
2. 控制与管理系统光伏发电系统的离网运行需要通过控制与管理系统对光伏发电装置、储能装置和负载进行智能管理。
控制与管理系统可实现对系统运行状态、储能和供电的监测与调节。
3. 安全保护与维护光伏发电系统的离网运行需要注意安全保护与维护工作。
定期检查光伏发电装置和储能装置的运行状态，合理设置保护装置，确保系统稳定运行和安全供电。
三、光伏发电系统的并网与离网切换光伏发电系统在并网和离网运行之间可以灵活切换，以适应不同的应用需求。
1. 自动切换装置光伏发电系统的并网与离网切换可通过自动切换装置实现。
自动切换装置能够监测电网供电情况和光伏发电装置的工作状态，实现自动切换功能，确保系统安全可靠运行。
光伏发电技术研究报告
光伏发电技术研究报告一、引言光伏发电技术是利用太阳能将光能直接转化为电能的一种清洁能源技术。
近年来，随着环境保护和可再生能源的重要性日益凸显，光伏发电技术得到了广泛的关注和研究。
本报告旨在综述当前光伏发电技术的研究进展与应用现状，为进一步推动光伏发电技术的发展提供参考。
二、光伏发电原理光伏发电技术的核心是利用光伏效应将太阳能转化为电能。
太阳能照射到光伏电池上时，光子与光伏材料中的半导体原子相互作用，激发了电子跃迁的过程，从而产生电流。
光伏发电技术分为单晶硅、多晶硅和非晶硅等不同类型，具体应用取决于不同的场景需求。
三、光伏发电技术的研究进展1. 光伏材料研究光伏发电技术中关键的光伏材料是影响光伏效率和成本的重要因素。
研究人员不断探索新的材料替代传统硅材料，如可溶性有机物、钙钛矿等。
这些新材料具有较高的吸光系数和更宽的光谱响应范围，能够提高光伏效率。
2. 光伏组件优化光伏组件是光伏发电系统中负责转换太阳能的核心部件。
研究人员通过改进组件的结构和材料，提高了光伏组件的耐候性、稳定性和光电转换效率。
此外，模块设计的改进也使得光伏组件的安装和维护更加便捷。
3. 光伏阵列布局与优化光伏阵列的布局与优化是提高光伏发电系统整体效率的重要环节。
研究人员通过优化阵列排布方式、角度和阵列间距等因素，实现了光伏发电系统更合理的能量产出。
同时，采用智能监测和跟踪系统，使太阳能光伏电池板始终能获得最大的光照。
四、光伏发电技术的应用现状1. 分布式光伏发电分布式光伏发电是指将光伏发电系统部署在城市、乡村或建筑物上，将太阳能直接转化为电能供应给当地用电设备。
分布式光伏发电技术可以提供独立的能源供给，降低了对传统电网的依赖，也有利于节约能源和减少污染物排放。
2. 大规模光伏电站大规模光伏电站是指将大面积的光伏发电系统集中布置在光照条件良好的地区，通过并网发电方式将电能输送到电网中。
大规模光伏电站能够满足较大范围的用电需求，有效减少使用化石燃料发电带来的环境污染，并且有助于电力系统的优化与升级。
试析独立光伏发电系统蓄电池能量管理策略的优化
Ｓ Ｙ Ｓ Ｍ Ａ Ｎ Ａ Ｇ Ｅ Ｍ Ｅ Ｎ Ｔ 系 统 管 理
试析独立光伏发电系统蓄电池能量管理策略的优化
◆ 刘 艳 程 泽
摘 要 ：近年 来，太阳能作为一种理 想的可再 生清洁能源 ，被迅速 地开 发 并广泛地应 用到各 个领域 中。在 太阳能光伏发 电 系统 中，蓄 电池 有着十 分重要 的地位 。本 文在对蓄 电池 能量 管理分析 的基础 上 ，提 出 了分 组 自治 的蓄 电池 能量 管理 策略 ，以能提 高蓄 电池的使 用率 ，延长其寿命 ，从 而保
过程中对 蓄电池 的寿命和使用率造成 的损害 。
二 、基 于分 组 自治 的能 量 管理 策 略
蓄 电池能量管理策略是对 蓄电池在实 际运行 中对包 括蓄 电池管理方式 、充放电方法 、充放 电控制方法等规 划和制定 ，以通过合理的控制 方式对 蓄电池实现科学 的 管理 ，提高蓄 电池的使 用率 ，延 长蓄电池寿命 ，从而最
和调节 电能 ，这样在整个独立光伏发 电系统中 ，蓄电池 就成 为了保证系统稳定 、持续 电压供给的关键。而 由于 独立光伏发 电系统 中蓄电池 的工作状态受温度 、光照强
命 ，在光伏发电系统中 ，常用 的充 电方法有恒流充电 、
恒压限流充 电和分段法充电以及其他一些包括快速充电 在 内的方法。
证 系统 的 长期 稳 定 运行 。
关键词 ：独立光伏发 电 系统 ；蓄 电池 ；管理策略
太 阳能光伏发 电是根据光生伏打的原理 ，利用太 阳 电池将太阳光 直接转化为 电能 ，太阳能光伏发 电不仅能 够极大地改善 能源危机和环境污染问题 ，且其设备极 为 精炼 ，可靠性 稳定 寿命长 ，安装维护简便 ，有着 十分广 泛 的应用前景 。但 由于太 阳能 电池不具备储存 电量 的能 力 ，独立运行的光伏 发电系统就需要配备蓄电池来储存
独立光伏发电系统设计和优化
独立光伏发电系统设计和优化一、引言独立光伏发电系统的设计和优化是一个重要而具有挑战性的课题。
在这篇文章中，我们将从多个方面探讨独立光伏发电系统的设计和优化。
二、独立光伏发电系统概述独立光伏发电系统是指不依赖于电网的独立电源系统，它利用太阳能通过光伏发电板将太阳能转化为电能，通过电池进行储能，然后再通过逆变器转换为交流电来供电。
该系统通常用于远离电网的地区、应急备用电源、移动通讯基站等场合。
三、独立光伏发电系统设计1. 光伏发电板的选择光伏发电板质量的好坏直接影响了光伏系统的性能和寿命。
因此，在选择光伏发电板时应注意以下几点：一是看材质，优先选择高效率、高品质的硅晶光伏板；二是看转化效率，尽量选择转化效率高的光伏板；三是看温度系数，温度系数低的光伏板更适合炎热的气候环境。
2. 电池的选用电池的选用是独立光伏发电系统设计中至关重要的一环。
在选用电池时应该关注以下几点：一是看品质，选择质量好的电池，以确保其寿命和安全性；二是看容量，要根据实际情况选择适当的容量，不要过小过大；三是看性价比，要综合考虑品质、容量、价格等因素进行选择。
3. 逆变器的选择逆变器是将直流电转换为交流电的设备，也是独立光伏发电系统中的重要组成部分。
在选择逆变器时应注意以下几点：一是看质量，选择质量好的逆变器，以确保其寿命和安全性；二是看容量，要根据实际情况选择适当的容量，不要过小过大；三是看波形，选用波形质量好的逆变器，以保证供电的稳定性和质量。
四、独立光伏发电系统优化1. 系统性能优化系统的性能优化是独立光伏发电系统中的重要环节。
可以通过使用优质的组件、进行系统布局优化、增加电池储能容量等方式来提高系统性能。
2. 储能系统优化储能系统的优化是独立光伏发电系统中的关键部分。
可以通过增加电池数量、提高充电电流、使用更高品质的电池等方式来优化储能系统，提高系统的发电效率和稳定性。
3. 系统运行优化系统的运行优化是指通过对系统的运行进行监测和调节来优化系统的整体性能。
独立光伏发电系统设计
独立光伏发电系统设计光伏发电系统是一种将太阳光转化为电能的设备，可以为家庭、企业或者其他建筑提供绿色能源。
独立光伏发电系统独立于电网运行，适用于没有电网供电的地区或者需要独立供电的场所。
本文将详细介绍独立光伏发电系统的设计。
系统设计步骤如下：1.电力需求分析首先，需要分析待供电设备的电力需求。
根据设备的功率需求计算所需的发电容量。
同时，根据设备使用时间和天然光照条件，计算所需的电池容量。
2.太阳能光伏组件选择根据所需的发电容量，选择合适的太阳能光伏组件。
光伏组件的选择应考虑其发电效率、可靠性、耐候性等因素。
3.控制器和逆变器选择选择合适的光伏控制器和逆变器。
控制器用于控制光伏组件的充放电过程，逆变器用于将直流电转化为交流电以供电器使用。
4.电池选择根据电池的容量需求和使用寿命，选择合适的电池。
典型的电池类型包括铅酸电池、锂离子电池等。
同时，需要选择合适的充电器来给电池充电。
5.支架和安装选择合适的支架和安装位置，确保光伏组件能够最大限度地接收阳光。
同时要确保支架稳固可靠，防止发电系统受到恶劣天气等环境因素的影响。
6.电缆和配线选择适合的电缆和配线系统，确保系统的电流传输效率以及安全性。
7.监控系统选择合适的监控系统，通过监测光伏组件的发电功率、电池状态等参数，实时监控系统的运行情况。
8.安全防护在设计中考虑安全防护，包括过电压保护、电流保护、防雷保护等，确保系统的安全运行。
9.运营与维护设计完成后，需定期对系统进行运营与维护。
定期检查光伏组件的清洁情况，电池的状态以及其他关键设备的运行情况。
总结：独立光伏发电系统设计需要综合考虑多个因素，包括电力需求、光伏组件选择、控制器和逆变器选择、电池选择、支架和安装、电缆和配线、监控系统、安全防护以及运营与维护等。
合理的设计可以确保系统的稳定运行，提供可靠的绿色能源。
太阳能光伏发电系统的并网与离网运行模式
太阳能光伏发电系统的并网与离网运行模式随着环境保护和可再生能源的重视，太阳能光伏发电系统作为一种绿色、清洁的能源解决方案备受关注。
而在太阳能光伏发电系统中，其并网与离网运行模式具有重要意义。
本文将就太阳能光伏发电系统的并网和离网运行模式进行探讨，以便更好地了解其工作原理与应用前景。
一、并网运行模式在太阳能光伏发电系统的并网运行模式中，发电系统与电力系统相连接，可将光伏发电系统所产生的电能馈入电力网中供应给用户使用。
并网运行模式具有以下几个特点：1. 双向输电：在并网运行模式下，光伏发电系统可实现双向输电，即系统可从电力网获取电能，也可以将多余的电能反馈到电力网中。
这种双向输电的特性使得光伏发电系统不仅可以为用户提供稳定可靠的电力供应，还能将多余的电能输送到电网中，降低能源浪费。
2. 自动调节：光伏发电系统在并网运行模式下，能够根据电力网的电流与电压水平自动调节其输出功率，以保持系统的稳定运行。
这种自动调节的功能能够有效地提高光伏系统的发电效率，同时保证电力网的安全稳定。
3. 备用电源：并网运行模式下的光伏发电系统，可以作为一个备用电源，当电力网出现故障或停电时，系统能够自动切换至备用供电状态，为用户提供稳定的电力供应。
这使得并网运行模式下的光伏发电系统能够在电力网故障时提供可靠的电力保障。
二、离网运行模式与并网运行模式相对应的是离网运行模式，太阳能光伏发电系统在离网运行模式下不与电力网相连接，系统能够独立运行并为用户提供电力供应。
离网运行模式的特点如下所示：1. 独立供电：离网运行模式下的光伏发电系统不依赖于任何外部电力网，能够独立为用户提供电力供应。
这种独立供电的特点使得光伏发电系统在偏远地区或无法接入电力网的地方具有重要的应用价值。
2. 储能系统：为了保证离网运行模式下的光伏发电系统能够全天候为用户供电，系统通常配备了储能设备，如蓄电池组等。
储能设备能够将白天光伏发电系统所产生的电能储存起来，在夜间或低光照条件下向用户提供电力供应。
毕业设计(论文)基于MPPT控制的光伏发电系统设计
基于MPPT控制的独立光伏发电系统设计摘要随着时代的发展，人类对能源的需求越来越多，新能源开发是解决能源问题的根本途径，而太阳能光伏发电正是新能源和可再生能源的重要组成部分。
本文主要研究独立光伏发电系统，它有着相当广泛的应用。
独立光伏系统主要包括了光伏电池、蓄电池组、充电器和逆变器四个组成部分，本文对独立光伏系统中的最大功率点跟踪进行深入研究。
本文利用光伏电池的数学模型和等效电路，在MATLAB/Simulink中建立了光伏电池的仿真模型，得到了与实际光伏电池输出特性一致的仿真曲线，为进一步研究最大功率点跟踪打下了基础。
最大功率点跟踪的方法有很多，但是应用最为广泛的是扰动观察法和电导增量法，本文对自适应占空比干扰法进行了详细的分析，给出了算法设计，并建立了光伏电池的仿真模型对算法进行了仿真，仿真结果验证了算法设计的正确。
关键词：独立光伏系统，光伏电池，最大功率点跟踪The Design of Independent Photovoltaic Power Generation System Based on MPPT ControlABSTRACTWith the development of economics and technology, more and more energy is required. Researching and developing new energy is the radical method to resolve the energy problem, and the solar energy is the important composing of the new energy and the renewable energy.Research on the stand-alone photovoltaic system is the main content of this thesis. There is very comprehensive application for the stand-alone photovoltaic system. The stand-alone photovoltaic system is composed of the solar cell, storage battery, charger and inverter. Several key techniques, for instance , the MPPT(Maximum Power Point Tracking) are deeply studied in this thesis. Base on the mathematical model and the equivalent circuit, the solar cell simulation model in MATLAB/Simulink is built in order to research the MPPT, and the curve which is in accordance with the actual solar cell is attained. This work built the base for the further research on MPPT. There are many methods for MPPT, but the P&O(Perturb and Observe) method and the C.I. (Conductance incremental) method are applied most extensively, and these two methods are analyzed in detail. The algorithmic designs of the P&O method and the C.I. method are given in this thesis, and the algorithmic designs are simulated with the model of the solar cell in MATLAB/Simulink, and the result of simulation validated the correctness of the design of the two algorithms. Besides, take the P&O for instance, the factors which can affect the quality of the MPPT are discussed.KEY WORDS:Stand-alone photovoltaic system,Solar cell,MPPT目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 发展光伏发电的意义 (2)1.1.1 保护气候和改善环境 (2)1.1.2 节省空间 (3)1.1.3 增加就业 (3)1.1.4 提供农村电力 (3)1.1.5 中国的特殊需求 (4)1.2 国内外光伏产业的发展及趋势 (4)1.2.1 世界光伏产业发展的现状和趋势 (4)1.2.2 国内光伏产业发展现状和趋势 (5)第2章光伏发电系统 (6)2.1 光伏发电系统的基本组成 (6)2.2 带有最大功率跟踪功能的光伏发电系统的基本组成 (6)第3章光伏阵列特性及其仿真模型的研究 (8)3.1 光伏电池的工作原理 (8)3.2 光伏电池等效电路分析 (9)3.3 光伏阵列的Simulink模型 (12)第4章光伏阵列最大功率点跟踪算法的研究 (18)4.1 光伏系统最大功率跟踪的原理 (18)4.2 最大功率跟踪点方法概述 (19)4.3 DC/DC变换电路实现MPPT的原理 (27)4.3.1 Boost变换电路 (28)4.3.2 Boost电路实现光伏阵列MPPT的仿真模型 (30)4.4 自适应占空比干扰观察法 (35)4.4.1 占空比干扰观察法的提出 (35)4.4.2 自适应控制技术介绍 (36)4.4.3 基于自适应控制思想的MPPT方法 (36)4.4.4 光伏阵列MPPT仿真模型的建立 (39)4.4.5 仿真结果与分析 (40)结论 (43)谢辞 (45)参考文献 (46)外文资料翻译 (49)前言长期以来，人们就一直在努力研究利用太阳能。
离网(独立)-型光伏发电系统设计与简易计算方法
离网(独立)-型光伏发电系统设计与简易计算方法乛、離网(独立) 型光伏发电系统(一) 前言：光伏发电系统的设计与计算涉及的影响因素较多，不仅与光伏电站所在地区的光照条件、地理位置、气侯条件、空气质量有关，也与电器负荷功率、用电时间有关，还与需要確保供电的阴雨天数有关，其它尚与光伏组件的朝向、倾角、表面清洁度、环境温度等等因素有关。
而这些因素中，例如光照条件、气候、电器用电状况等主要因素均极不稳定，因此严格地讲，離网光伏电站要十分严格地保持光伏发电量与用电量之间的始终平衡是不可能的。
離网电站的设计计算只能按统计性数据进行设计计算，而通过蓄电池电量的变化调节两者的不平衡使之在发电量与用电量之间达到统计性的平衡。
(二) 设计计算依椐：光伏电站所在地理位置(緯度) 、年平均光辐射量F或年平均每日辐射量f(f=F/365) (详见表1)我国不同地区水平面上光辐射量与日照时间资料表1地区类别地区年平均光辐射量F年平均光照时间H(小时)年平均每天辐射量f(MJ/m2)年平均每天光照时间h(小时)年平均每天1kw/m2峰光照时间h1(小时) MJ/m2 .Kwh/m2一宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部、6680-8401855-23333200-33018.3-23.08.7-9.0 5.0-6.3(印度、巴基斯坦北部)二河北西北部、山西北部、内蒙南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆西部5852-6681625-18553000-32016.0-18.38.2-8.7 4.5-5.1三山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、江5016-58521393-16252200-30013.7-16.06.0-8.2 3.8-4.5苏北部、安徽北部、台湾西南部四湖南、湖北、广西、江西、淅江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部4190-50161163-13931400-22011.5-13.73.8-6.0 3.2-3.8五四川、贵州3344-4190928-11631000-1409.16-11.52.7-3.8 2.5-3.2注：1)1 kwh=3.6MJ；亻2)f=F(MJ/m2 )/365天；3)h=H/365天；4) h1=F(KWh)/365(天)/1000(kw/m2 ) (小时) ；3) 5)表中所列为各地水平面上的辐射量，在倾斜光伏组件上的辐射量比水平面上辐射量多。
独立光伏发电系统MPPT控制策略的研究
独立光伏发电系统MPPT控制策略的研究光伏电池输出特性受光照强度及环境温度影响很大，具有明显的非线性特点。
为提高光伏电池的利用效率，需要对电池的最大输出功率进行追踪。
简要分析了常见的几种MPPT控制方法，比较了几种方法的优缺点，并提出一种良好动态性能和稳态性能的MPPT方法——逐次逼近法，并通过实验平台验证了该方法的有效性。
标签：最大功率点跟踪；逐次逼近法；Buck变换器光伏电池输出特性具有明显的非线性，受到外部环境包括日照强度、温度、负载以及本身技术指标如输出特性的影响。
光伏阵列在工作时有一个最大功率点（Maximum Power Point，简称MPP），并且MPP会随着环境变化而变化。
较为常用的MPPT方法主要有恒压法、扰动观察法和电导增量法等[1]。
通过对多种方法的比较和分析，MPPT的动态性能、稳态性能和实现成本很难兼顾。
在此提出一种基于优化算法的MPPT方法，可以在现有平台上尽可能兼顾这三方面的性能，实现最优控制。
1 光伏电池的输出特性根据太阳能电池等效电路可知，影响光伏阵列的因素主要是环境温度和光照强度。
图1（a）为光伏电池的I-V输出特性曲线，将I-V特性曲线上任意一点的电压和电流相乘，可以得到光伏电池的输出功率，绘制成曲线，就可以得到图1（b）所示的P-V输出特性曲线。
光伏电池的输出特性与日照强度和温度有关系。
图2示为同一温度下，不同光照条件下，光伏电池的I-V曲线和P-V曲线。
2 MPPT控制方法扰动观察法（简称P&O）也称为爬山法。
其工作原理为测量当前阵列输出功率，然后在原输出电压上增加一个小电压分量扰动，其输出功率会发生改变，测量改变后的功率，比较改变前后功率的大小即可知道功率变化的方向。
如果功率增大，及继续原扰动；如果减小，则改变原扰动方向。
电导增量法（incremental conductance，INC）也是MPPT方法中较为常用的控制方法。
它基于光伏阵列P-U特性曲线dP/dU的变化规律而提出，在最大功率点上dP/dU=0，左侧dP/dU>0，右侧dP/dU<0，因此只要对dP/dU定量分析，可以获得最大功率点判据[2]。
光伏电站发电技术研究及应用
光伏电站发电技术研究及应用摘要：社会在不断地向前发展，工业的发展已经开始摒弃原先的发展模式，对于环境的保护关注度在不断地增加，并且各个国家也开始将环境保护作为政务工作的一个核心内容。
而工业的发展离不开电力供应，所以清洁能源就成为了政府非常重视的一个发展领域，各种政策都向这方面倾斜。
在我国的清洁能源技术发展的过程中，光伏电站发电技术的研究一直居于世界前列，而且我国的光伏发电站的建设也居于世界前列，并且拥有世界上最大的光伏发电厂。
本文主要针对光伏电站的发电技术研究以及应用进行探究，希望可以为相关的研究以及技术应用提供一些帮助，以供参考。
关键词：光伏发电；技术研究；相关应用引言：传统的发电技术主要是火电，这种电站建设相比于其他电站的建设更加容易，而且经过上百年的发展火力发电相关技术已经非常实用，在应用的过程中安全性也非常高。
但是火力发电对于环境的污染是非常大的，我国大部分火力发电都使用的是煤炭，虽然各种防污染装置的应用大幅度地降低了污染程度，但是依旧存在很大的污染源。
但是清洁能源技术，尤其是光伏发电技术直接是零污染，因为这是一种利用光能量的技术，而在地球上光的能量是永无止境的，因此光伏发电技术的应用可以有效地保护生态环境。
当然这项技术的应用还是存在很多缺点的，比如说转化率低等，这严重影响了光伏发电站的使用效率，而且发电的成本也比较高，在目前的社会环境下其使用性价比还是比较低的。
一、国内外发展现状（一）国外发展现状新能源技术中光伏发电技术的研发进去一直非常快速，随着电池技术的进步光伏发电技术也在不断地更新着。
目前在这个领域占据了优势地位的有德国、美国以及日本，这些国家的光伏发电技术一直处于引领地位。
目前研究的重点是光伏电池技术，这种技术相比于原先的光伏发电技术其电能的转化率要高很多，并且其稳定型以及安全性可有了更高的保障。
比如说美国研发完成的六接合点三到五型太阳能电池，其电池的效率非常高，已经突破了传统电池的极限，很好地提高了光伏电池的应用效能[1]。
沙漠中独立光伏发电装置的研究
沙漠中独立光伏发电装置的研究在当今全球能源需求不断增长以及对环境保护的日益重视下，可再生能源的开发和利用成为了研究的焦点。
其中，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，其光伏发电技术在各个领域得到了广泛的应用。
在广袤的沙漠地区，独立光伏发电装置具有巨大的发展潜力和应用前景。
沙漠地区拥有丰富的太阳能资源，其日照时间长、辐射强度高，为光伏发电提供了得天独厚的条件。
然而，在沙漠环境中部署独立光伏发电装置也面临着一系列特殊的挑战。
首先，沙漠地区的气候条件极为恶劣。
高温、干旱、风沙等因素对光伏发电装置的组件和设备性能提出了更高的要求。
高温会导致光伏组件的发电效率下降，而风沙则会磨损和侵蚀设备表面，影响其使用寿命。
此外，昼夜温差大也可能导致设备材料的热胀冷缩，增加设备损坏的风险。
其次，沙漠地区的地形和土壤条件复杂。
沙丘的移动可能会掩埋部分发电设备，影响其正常运行。
同时，不稳定的地质结构也给光伏发电装置的基础建设带来了困难。
再者，独立光伏发电装置需要配备高效的储能系统，以确保在夜间或阴雨天等光照不足的情况下仍能持续供电。
然而，目前储能技术仍存在成本高、能量密度低、循环寿命有限等问题，限制了独立光伏发电装置的大规模应用。
为了应对这些挑战，科研人员在独立光伏发电装置的设计和优化方面进行了大量的研究工作。
在光伏组件方面，采用高效的多晶硅或单晶硅电池片，并结合先进的封装技术，提高组件的耐候性和抗风沙能力。
例如，使用特殊的防护涂层来减少风沙对组件表面的磨损，以及优化组件的散热结构，降低高温对发电效率的影响。
在系统配置方面，根据沙漠地区的光照条件和用电需求，合理选择光伏组件的规格和数量，并搭配适当容量的储能设备。
同时，引入智能监控和管理系统，实时监测发电装置的运行状态，及时发现和解决故障，提高系统的稳定性和可靠性。
对于储能系统，研究人员致力于开发新型的电池技术，如锂离子电池、钠离子电池等，以提高储能系统的性能和降低成本。
离网光伏发电系统项目可行性研究报告
离网光伏发电系统项目可行性研究报告一、项目背景随着人们对环保意识的增强和对能源需求的不断增长，光伏发电系统作为一种清洁能源的利用方式受到了广泛关注。
离网光伏发电系统是一种独立发电系统，通过太阳能电池板将太阳能转化为电能进行供电，不需要与传统电网相连。
本次可行性研究报告旨在探讨离网光伏发电系统项目的可行性，为项目决策提供依据。
二、项目目标本项目旨在建设一个具备规模化、持续稳定发电能力的离网光伏发电系统，为目标区域提供足够的清洁能源，实现能源稳定供应的目标。
三、项目内容1.项目规模：根据目标区域的用电需求和太阳辐射资源情况，确定合适的光伏发电系统规模。
2.选址：选择离网光伏发电系统的建设地点，考虑太阳辐射资源、用地面积等因素。
3.设备采购：采购光伏电池板、逆变器、存储电池等设备，确保系统的正常运行。
4.建设施工：组织离网光伏发电系统的建设施工工作，包括设备安装、电缆敷设等。
5.运维管理：建立完善的离网光伏发电系统的运维管理体系，确保系统的正常运行和定期维护。
四、项目优势1.环保节能：离网光伏发电系统利用太阳能进行发电，零排放，对环境无污染，并且节约传统能源的消耗。
2.投资回报较高：离网光伏发电系统具有长期稳定盈利能力，通过售电收入可以回收设备及建设成本，并获得良好的投资回报。
3.增加能源供应安全性：离网光伏发电系统不依赖传统电网，可以为目标区域提供稳定的能源供应，减少因电网故障造成的停电风险。
五、项目可行性分析1.市场需求：目标区域的电力需求较大，市场潜力巨大，光伏发电系统的利用需求广泛存在。
2.资源条件：目标区域具备良好的太阳辐射资源，适合开展离网光伏发电项目。
3.技术可行性：光伏发电技术成熟，设备可靠性高，具备良好的运维管理体系。
4.经济可行性：项目回收期相对较短，可以获得稳定的盈利能力。
5.社会影响：项目可以减少传统能源消耗，减少大气污染，推动可持续发展。
六、项目风险分析1.天然灾害：例如台风、地震等天然灾害可能会对光伏设备造成破坏。
光伏 独立光伏
光伏独立光伏
独立光伏系统是一种不依赖传统电网供电，完全由光伏组件、储能设备和其他相关组件组成，能够独立提供电能的系统。
这种系统通常安装在偏远地区、无电网覆盖的地方，或者是作为备用电源在电网不稳定或中断时提供电力。
独立光伏系统不仅解决了这些地方的电力需求问题，还降低了对传统能源的依赖，具有环保、可持续的优点。
独立光伏系统的核心部分是光伏组件，也称为太阳能电池板。
这些组件能够将太阳光转化为直流电，然后通过逆变器转换成交流电，以供设备使用。
光伏组件的效率、稳定性和使用寿命是系统性能的关键。
因此，选择高质量的光伏组件对于确保系统的长期稳定运行至关重要。
除了光伏组件，独立光伏系统还包括储能设备，如铅酸电池、锂离子电池等。
这些设备能够储存光伏组件产生的电能，并在需要时释放，从而确保系统的连续供电。
储能设备的容量和性能直接影响到系统的供电能力和稳定性。
此外，独立光伏系统还需要配备相应的控制设备和保护设备，如充电器、逆变器、断路器、防雷装置等。
这些设备能够保护系统免受过流、过压、短路等电气故障的影响，确保系统的安全稳定运行。
总的来说，独立光伏系统是一种高效、环保、可持续的电力解决方案，特别适用于偏远地区、无电网覆盖的地方，以及需要备用电源的场合。
随着光伏技术的不断发展和成本的降低，独立光伏系统的应用前景将越来越广阔。
独立光伏发电系统的MPPT控制及能量管理的研究
独立光伏发电系统的MPPT控制及能量管理的研究摘要：随着化石能源紧缺和环境污染等问题愈来愈严重，太阳能其独特的优势，得到飞快的发展与运用，而光伏发电则是太阳能的主要应用方向。
如何能够最大效率的获得太阳能一直是光伏发电主要研究问题，并且蓄电池作为独立光伏发电系统的储能设备，其循环使用寿命也严重影响系统的稳定性，所以对蓄电池能量管理也极其重要。
文章重点就独立光伏发电系统的MPPT控制及能量管理进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：光伏发电系统；MPPT控制；能量管理；研究引言光伏发电在中国未来能源发展中扮演着重要的角色，政府也针对光伏发电出台了一系列具有操作性和系统性的政策，包括光伏发电上网电价、分布式光伏发电示范项目等一系列政策及相关配套措施。
预计未来中国太阳能发电累计装机容量有望突破150GW。
由此可见，我国太阳能光伏发电行业前景广阔，开展光伏发电系统的研究，具有重大的理论和现实意义。
1MPPT控制法概述光伏产业是当今世界上增速最快的行业之一，为了实现环境和能源的可持续发展，光伏发电已成为很多国家发展新能源的重点，光伏发电将是未来主要的能量来源。
太阳能电池板的输出功率与电池结温，负载和日照的变化的关系十分密切，具有很强的非线性特点。
在特定工作条件下，光伏阵列存在着唯一的最大功率点。
如果直接应用，很难使之工作在最大功率点，无法使太阳能量得到充分的利用。
为了充分利用太阳能源，通过最大功率点跟踪（MPPT）的控制方法来使能量最大化以逐渐成为发展趋势。
2独立光伏发电系统的MPPT控制及能量管理方法2.1扰动观测法扰动观测法是最大功率跟踪算法中使用最广泛的一种算法，基本思想是：首先增加或减小光伏电池板的输出电压（或电流），然后观测光伏电池输出功率的变化，根据功率变化再连续改变电压的幅值，使光伏电池输出功率最终工作于最大功率点，其算法流程如图1所示。
图1扰动观察流程图扰动观察法由于简单易行而被广泛用于MPPT控制中，但随着研究的深入，该方法存在的不足之处逐渐显现出来，即存在震荡和误判的问题。
单级独立光伏发电系统研究
单级独立光伏发电系统研究作者：***来源：《机电信息》2020年第29期摘要：提出了一种单级独立光伏发电系统，该系统仅由蓄电池充电器和一级逆变器组成。
充电器的运行采用了太阳能电池最大输出功率点跟踪与优化蓄电池充电电流相结合的控制策略，既充分利用了太阳能，又保护了蓄电池不受损坏，延长了使用寿命。
逆变器采用了基于反激式DC/DC变换器的SPWM调制方法，同时实现了升压和逆变，省去了蓄电池之后的一级DC/DC升压变换器。
通过实验，证明了該单级独立光伏发电系统电路具有良好的输出特性，负载适应性好，运行可靠。
关键词：光伏发电;蓄电池;逆变器;最大功率跟踪0 引言光伏发电系统研究在20世纪70年代后受到全世界的高度重视，并取得了长足发展，对于缓解能源危机、减少环境污染以及减小温室效应具有重要意义。
光伏发电是指利用太阳能电池这种半导体器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变为电能的直接发电方式，它有独立运行和并网运行两种方式。
目前独立运行的光伏发电系统普遍采用的是两级变换系统，即首先利用太阳能电池把光能转变成电能，再经过DC/DC充电器给蓄电池充电，蓄电池电压较低，所以还需要再经过一级升压DC/DC变换将直流电压升高，最后再通过一级DC/AC逆变器将直流电转化为交流电供用户使用。
如何尽量减少功率变换级数，减少功率器件，简化系统结构来提高系统性能已成为人们研究的重点之一。
本文提出了一种单级独立光伏发电系统，不仅结构简单，功率器件较少，而且系统在运行过程中既注重太阳能电池最大功率点的跟踪，又考虑到了蓄电池的充放电特性。
1 系统结构及运行原理1.1 主电路构成单级独立光伏发电系统主电路拓扑如图1所示。
该系统由Boost充电器、高频变换器、高频变压器及周波变换器组成。
Boost充电器为单向DC/DC变换器，它将太阳能电池组件的宽范围直流输出电压变换成满足蓄电池充电及逆变器所需要的直流电。
由VT1、VT3构成的高频变换器，VT2、VT4构成的周波变换器及高频变压器T共同组成DC/AC双向反激式逆变器，输出220 V/50 Hz正弦交流电供用户使用。
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１ ３ Ｄ ／ Ｃ 变器 ． ＣＡ 逆
电压 和 电流 的最 佳汇 合 点Ｐ 。采取 合 适 的控 制 策略 就 能使 电池板 工 作在 最 ｍ
逆变 器 采用 单线 全桥 逆 变 电路 ，后 级加 输 出隔离 变压器 ， 以便与 电 网
鑫 Ｖ 茎Ａ
公害 的新能源 势 在必行 。 太 阳能 是人 类最 早认 识 并加 以利 用 的新 能源 之 ～ 。早在 ３ ０ 年 前 ，人 ００ 门就懂 得 聚焦 太 阳能 来取 火 。在 二十 一 世纪 的今 天 ，在 经 历 了建 立 在化 石 能源基 础 之上 的 工业 革命 之后 ，人 门重 新把 人类 未 来 的希 望 寄托 在 太阳 能
四部分 。其 结构 图如 下 ： １２ Ｄ／ Ｃ ． Ｃ Ｄ 变换 器 Ｄ ／ Ｃ 换 器有 四种 基 本类 型 ：Ｂ ｃ 变 换器 （ Ｃ Ｄ变 ｕｋ 降压 型 ） 、Ｂ ｏ ｔ 换 器 ｏ ｓ变 电 力 系 统 （ 压型 ） ，Ｂ ｃ — ｏ ｓ 降 压升 压型 ） 、Ｃ ｋ 升 ｕ ｋ Ｂ ｏ ｔ（ ｕ 变换 器 （ 升压 降压型 ） 。 由 图３ 光 伏 电池Ｐ ｖ — 曲线
于 Ｃ ｋ 换 器 可 使 输入 电流 和 输 出 电流 连 续 ，而 且 通 过将 输 入 输 出 电感 耦 ｕ变
合 ， 可以达 到 “ 零绞 波 ”，使体 积小 型化 。因此 ，本 课题 的Ｄ ／ ｃ ｃ Ｄ 电路 单 元 采 用Ｃ ｋ ｕ 变换 器 。
其 电路 图如 图４ 示 。 所
配置分别进行讨 论。然后重 点讨论光伏 系统的一些 关键技术 ，特 别是 并网逆变器 技术 ，逆变 器采用滞 环控制策 略，通过仿 真和实验 系统得到 了验证 ，确 定系统 的可
关 键 词 ： 光 伏 发 电 ； 并 网 逆 变 器 ； 锁 相 ； 阀 控 铅 酸 蓄 电池
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中图分类号 ：Ｔ ９ 文献标识码 ：Ａ 文 章编号 ：１７ － ７ ９ ２ １ ）０ １０ ５ ０ Ｍ１ ６ １ ５ ７（ ０ ０ ３ ０ ３ － ２
电 子
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科 学
独 立 运 行 光 伏 发 电 系 统 研 究
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（ 家口蓄 能电厂 潘
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河北 唐山 ０４０ ） ６３９
摘
行性。
要： 首先介绍 光伏发 电产业 的现状 ，接 着介绍独 立光伏 系统 的基 本组成 ，基本原 理 ，其 中对太 阳能 电池 的特性 ，阀控铅 酸蓄 电池的特性 ，及光伏 系统 的
＿ ＿ ’ 丁
图４ Ｃ ｋ 换器 ｕ变
端产 生 电动势 。一 定 的光照 强 度下 ，太 阳 能 电池 的电流 密度 Ｉ 电池端 电压 与 Ｖ 的关 系 Ｉｖ 性 曲线 如图２ 示 。 —特 所
曲线 上任 何 一 点都可 以作为 工作 点 ，工 作 点所 对应 的 纵横 坐标 ，即为
大 功 率点 处 。
一
Ｖ Ｖ ｍ ｏｃ Ｖ
上 ，它 是迄 今 为止 人类 所 认识 的 最洁 净 的 可再 生资 源 ，也 是 涉及 未来 发 展 最有 保 障 的未 开发 能源 。经济 界 权威 人 士在 综合 分 析 了科 学 技术 的 发展 和 突破 、全球 环境 的制约 ，以及 经 济和 政 治等 诸方 面 的 因素 后 指 出： 如果 说 ２世 纪是 石油 世纪 ，２ 世纪 已将 进入 新 能源 世纪 。 Ｏ ｌ
内在 这方 面相对 还 比较落 后 。
本文 利用 太 阳能 光伏 发 电技术 研 制一 种小 型独 立 光伏 发 电系 统 ，系统 包括太 阳 能发 电电池 板 、Ｄ ｃ ｃ Ｄ 变换 器 、并 网逆变 器和 铅酸 蓄 电池 储 能四部
分。
１系统主 要构 成 系 统包 括 光 伏 电池 板 、Ｄ —ｃ 换器 、并 网逆 变 电压 。工 作 电流 和 工作 电 压之 乘 积 ：Ｐ Ｉ ￣为 电池 的 输 出 ＝Ｖ Ｐ
功率 。 由此可 绘 出Ｐ Ｖ — 特性 曲线如 图３ 示 ，在Ｐ Ｖ 所 — 特性 曲线 上 最大 功率 点 即
如 果 电源 有 隔 离要 求 ， 可用 带 变压 器 隔 离 的Ｃ ｋ 换 器 ，本 文 不 需要 ｕ变
ＬＩ ＣＩ １ ． ２
图 １ 独 立 运行 光伏 发 电系 统结 构 图
１ １太 阳能 电池 阵列 太 阳 能电池 是 利用 半 导体材 料 的 电子特 性 把 阳光直 接 转 换成 电 能的 ～
种 固态 器件 。用 适 当 波长 的 光照 射 到半 导 体系 统 上 时 ，系统 吸 收光 能 后两
太 阳能 电池 发 电，又 称光 伏 发 电 具 有使 用 寿命 长 、安 全可 靠 、操 作
图２ 太 阳能 电池 Ｉ Ｖ — 曲线
简单 、 维护 简单 、不易 损坏 、适合 无 人管 理 等特 点 ，是 一 种理 想 的替 代 能 源 。在 边 远 无 电农 村 的少 量 供 电， 并 网太 阳 能 电站 等 都 有 很 大 的 应 用 范 围 。国外 已经 开发 出相 关的 产品 ， 日发 电量容 量在 ２ 千瓦 时至 ５千 瓦 时。 国 ０
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Ｉ Ｉｃ ｓ Ｉ ｍ
０引言 随着科 学技 术 日新 月异 的 飞速 发展 ，对 能源 的需求 在 不断增 长 。然 而 供 应 常规 电力 所 用的 石 油燃 料 的储 量是 有 限的 ， 即使 储量 最 丰 富的 煤炭 最 多也只 能 维持 二三 百年 。就连 近 代 发展 起来 的 核能 发 电 的原 料铀 也 是有 限 的，而 且 还存 在 安全 和污 染 的难 题 。因 此 ，研 究新 ～代 取 之 不尽 而 又没 有
进 行 隔离 。其示 意 图如 图５ 示 所
本 文 采用 电流 滞环 控 制方 法 ， 电流滞 环 控 制可 以认为 是 峰／ 谷值 电流