小功率独立光伏发电系统研究.pdf

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1、·智能电网与智能电器·低压电器(2010№14)小功率独立光伏发电系统研究张超，张学众，张志宏，张竑基(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—)，该系统采用闭环控制，试验结果表明，该方法简单有效，灵活性强，能够保证系统的稳定

2、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:1001-5531(2010)14-0019-05StudyofLowPowerStandAlonePVPowerSystemZHANGChao，ZHANGXuezhong，ZHANGZhihong，ZHAOHongji(ZhengzhouPowerSupplyCompany，Zhengzhou450052，China)Abstract:Anovelstandalonephotovoltaicsystemtopo

3、logywasproposed，inwhichpush-pulloutputcircuitwasadopted.Thesystemwasconsistedofphotovoltaicarray，CUKcharger，battery，Boosttransformationandin-verter.ChargingstrategybasedonthebatterycurrentregulationprinciplewasadoptedinCUKcharger，whichmadethata100%batterystateofchargecouldb

4、ereachedinshortertime.Boosttopologyusedpush-pullstructure，sothattheoutputfromthebatteryofDC24Vroseto380Vtomeettheneedsofinverter(busvoltage).Closed-loopcontrolwasadoptedinthesystem，andexperimentresultsshowedthatthemethodwassimple，effectiveandflexi-ble，andwasabletoensurethes

5、tableoperationofthesystem.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-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［1］于蓄电池输出电压低，不能满足逆变要求的直流化为22

6、0V/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，在太阳能电池和蓄升压变换、逆变。张学众(1961—)，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。—19—低压电器(2010№14)·智能电网与智能电器·本文采用了这种比较传统的三级式系统构控制

7、相对独立简单，便于系统的软件如硬件的模架，系统框图如图2所示。该构架的特点是可靠，块化设计。图2独立光伏发电系统拓扑图1.1充电拓扑蓄电池进行充电。随着涓流充电状态的进行，铅本文所设计的独立运行的光伏转换系统需要酸蓄电池的端电压会逐渐升高，如果蓄电池端电蓄电池储存太阳能电池的能量，以备在没有日照压值达到UT，充电器将进入第2个充电阶段，即的情况下使用，因此，蓄电池是独立光伏系统中一恒流充电状态。如果充电之初，蓄电池的端电压个必不可少的组成部分。由于太阳能电池输出为已经高于UT，充电器将直接进入恒流充电阶段，最大功率时的电压大于选定的蓄电池组电

8、压，因不再经过涓流充电阶段。［2-4］此，本文提出一种基于CUK电路(见图2)，用(2)恒流充电。恒流充电阶段也是快速充电于光伏发电系统中的MPPT充电控制策略，并