小功率独立光伏发电系统研究

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1、·智能电网与智能电器·低压电器(2010No_14)小功率独立光伏发电系统研究张超，张学众，张志宏，张骇基(河南省郑州供电公司，河南郑州450052)摘要：提出了一种采用推挽输出的新型光伏独立发电主电路拓扑结构，系统包括光伏阵列、CUK充电器、蓄电池、升压变换和逆变部分。CUK充电器采用了基于蓄电池电流控制的充电策略，可以在短时间内使蓄电池达到充满状态；升压变换拓扑采用推挽结构，使由蓄电池输出的24V直流电，上升到符合逆变需要的380V(母线电压)。张超(1984一)，该系统采用闭环控制，试验结果表明

2、，该方法简单有效，灵活性强，能够保证系统的稳定男，助理工程师，研运行。究方向为新能源和关键词：太阳能；蓄电池；逆变器电力系统自动化。中图分类号：TM615文献标志码：B文章编号：100l一5531(2010)14-0019-05StudyofLowPowerStandAlonePVPowerSystemZHANGChao，ZHANGXuezhong，ZHANGZhihong，ZHAOHongji(ZhengzhouPowerSupplyCompany，Zhengzhou450052，China)Abs

3、tract：Anovelstandalonephotovoltaicsystemtopologywasproposed，inwhichpush—pulloutputcircuitwasadopted．Thesystemwasconsistedofphotovohaicarray，CUKcharger，battery，Boosttransformationandin—verterChargingstrategybasedonthebatterycurrentregulationprinciplewasa

4、doptedinCUKcharger，whichmadethata100％batterystateofchargecouldbereachedinshortertime．Boosttopologyusedpush—pullstructure，SOthattheoutputfromthebatteryofDC24Vroseto380VtOmeettheneedsofinverter(busvoltage)．Closed—loopcontrolwasadoptedinthesystem，andexperi

5、mentresultsshowedthatthemethodwassimple，effectiveandflexi—ble，andwasabletoensurethestableoperationofthesystem．KeyWOrds：solar；battery；inverter0引言目前，在独立运行的光伏发电系统中，普遍采用的结构如图1所示，首先利用太阳能电池来收集太阳能，再经过DC—DC变换器给蓄电池充电，图1独立运行光伏发电系统框图由于蓄电池的电压较低，直接逆变的输出电压无电池之间加入一级DC

6、—DC变换器(充电器)，以法满足负载需求，因此，还需要一个升压变换器，实现最大功率点跟踪和蓄电池的充放电管理。由将直流电压升高，最后再通过逆变器将直流电转于蓄电池输出电压低，不能满足逆变要求的直流化为220V／50Hz的交流电供用户使用⋯。母线电压，因此，在蓄电池和逆变器输入之间还需1系统设计及工作原理要加入一级升压电路，以提升直流侧电压。加上最后的逆变器，从太阳能电池的输入到系统的输由于设计的是独立型的光伏转换系统，因此，出，太阳能经过了三级变换，分别是DC—DC变换、蓄电池是必不可少的一部分，在太

7、阳能电池和蓄升压变换、逆变。张学众(1961一)，男，工程师，研究方向为电力系统自动化。张志宏(1964～)，男，高级工程师，研究方向为电力系统自动化。·智能电网与智能电器·低压电器(2010No14)使蓄电池达到完全充满状态，从而延长蓄电池寿所示。将A／D采样得到的太阳能电池阵列的输命。出电压和电流值与前一次电压和电流的A／D采1．2升压变换拓扑样值进行比较，根据MPPT控制算法得到最佳工可以实现升压的变换器有Boost变换器、推作点的参考电压值，然后将得到的值与挽变换器、全桥变换器、半桥变换器、单

8、管正激和A／D采样的太阳能电池阵列的输出电压值做差，双管正激变换器等。其中，Boost是输入、输出不输出再经过一个比例积分环节，然后与固定频率隔离，其他5个都是隔离型变换器，为了同时实现的三角波比较得到PWM控制信号，最后再通过升压和隔离的功能，Boost变换器被排除掉。而剩驱动电路对控制信号进行放大后去控制CUK变下的几种变换器中，单管正激不适合700W的功换器开关管的状态；而对升压变化部分的控制也率等级，也被排除掉。全桥、半桥、双管正激变换是通过调节