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1、IEEE电力电子学报,VOL.16,NO.3,2001-32012-3-16光伏发电控制电路模块本文是对外文论文的翻译摘自IEEETRANSACTIONSONPOWERELECTRONICS,VOL.16,NO.3,MAY2001293GenerationControlCircuitforPhotovoltaicModulesToshihisaShimizu,Member,IEEE,MasakiHirakata,TomoyaKamezawa,andHisaoWatanabe）ToshihisaShimizu,Membe
2、r,IEEE,MasakiHirakata,TomoyaKamezawa,andHisaoWatanabe摘要：为了进行有效的控制驱动逆变器，通常把光伏组件串联来产生所需电压。然而，即使是很小的一部分光伏模块（PV模块）被阻止接受光，光伏模块产生的电量会按比例降低。这比期望的降低的要多是因为光伏组件没有接受足够的光照而不能在正常工作点上运行，而是在负荷上运行。结果，即使仅仅一小部分的光伏组件被遮蔽，也会使来自光伏模块总功率降低。在本文所说的一种新意的电路，作为发电控制电路（GCC）参考。即使一些模块被阻止接收光照，它也
3、能从所有光伏模块中获得最大电量。这种计划电路使个人光伏组件有效的运作在最大功率跟踪点上，而不用考虑PV模块的连接系统。此外，总功率产生实验表明为了提高实验设置用于当前研究。关键字：交流交互式逆变器，多级斩波器，光伏模块。串，并联连接的光伏模块（a）串联模块（b）并联模块第一部分简介现在，对保护全球环境重要性认识越来越高，呼吁各个领域有效地利用能源。因此，不但在方法上节约能源，而且也从发展新能方面开始研究。太阳能电池被认为是一种新能源，在过去的几十年里，人们在这个领域进行了大量的研究。结果，主要的不足是光伏发电相关的应用
4、。诸如最初的成本，发电的效率和可靠性。现在不再是重大的问题。光伏发电是一种灵活的发电方式，它可运用于大，小型发电站等等，这些电站可以在任何地方小到3KVA大到100KVA。最近几年，小功率的太阳能发电系统在家庭中已经越来越多的设计安装使用。然而，尤其是在城市地区，各种问题限制光伏发电的有效性和经济可行性。典型的城市家庭一般都在屋顶安装有一个光伏发电系统。此外除了阴天，周围的房屋，树木电话线和电力线路有时也会部分覆盖这些光伏组件。在传统的光伏发电系统中，这些遮挡使发电在一个更大程度上比最初的预期降低了，因此建造成本增加，
5、安装在屋顶的太阳能板数量必须增加，结果，光伏发电不是很受吸引。因此，目前研制出了一种新的电路，被称为发电控制电路（GCC），既是一些光伏组件被遮蔽，它也能发电。用这种方法，GCC单独的控制每一个光伏模块，包括被遮住的模块，以此来让每个模块产生最大的功率。这样让发电总量的降低减少到最小。在文章中，串并联电路的特性和问题已讨论过，下一步，下一代的原则，提出了控制电路运作关系来解决上述问题。两种类型的实际电路结构，以满足GCC的同时提出了这些配置的控制方案作了简要的论述。第二部分光伏组件及连接方式的相关问题A连接方式在光伏发
6、电系统，多光伏组件一般是并联的,以此来充分实现直流电压的高转换效率在交流转换中的应用。此外,传统的PV模块是由几个太阳能电池连接起来的,如上图(a)所示。图(b)所显示的测量结果是光伏模块上的一些光伏电池覆盖了一层阴影时所产生的电流。很明显,即使是最轻微的阴影覆盖在PV模块上时，总功率也有明显的下降。因此,在相同的发电情况下，光伏发电系统中处在阴影下的光伏组件是不能进行正常工作的，这种情况应当去检查一下。当无阴影覆盖光伏模块及有阴影覆盖光伏模块并联连接时,每个PV模块所产生的电压是固定的，并在整个光伏发电系统中相同。并
7、且从每个PV模块中产生的电流流动不受限制,如图1（b）所示。换句话说,光伏系统输出的电压变为了单个模块输出的电压，输出的电流为每个模块产生电流的总和。相反,当每个PV模块串联连接时，每个模块中都会通过相同的电流，输出的电压为每一个模块所产生电压的总和。然而,每一个模块的电压是有电流大小所决定,而这又取决于产生的条件。因此,理想的电压并不总是从每个PV模块中得到的。特别是,当一些光伏组件没有足够的电流产生时,就如图2(a)和(b),光伏模块中的电压大大减小了，总的发电量也大幅度降低。在接下来的章节中，通过考虑工作点来阐明
8、串联连接光伏模块和并联连接光伏模块中的个别条件。B．并联运行光伏组件图3(a)表明两并联光伏模块的特性和V-I曲线的产生有不同的生成条件。在图中,PV1和PV2分别代表有阴影覆盖模块和无阴影覆盖模块。在并联连接中,所产生的电压和每个模块电压相同。因此,每个PV模块工作点是通过和运行线的交点以及每个模块的V-I曲线来考虑的,其中的运
