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可再生能源利用技术--光伏发电系统

 

       光伏发电是效率最高的太阳能利用方法,本项目光伏发电系统采用无变压器的两级结构,系统结构如图2所示。基于该拓扑结构,本实验室研制了500W光伏发电系统样机,实验样机的功率变换部分如图3所示。

 


图2 两级结构光伏发电系统结构图

 

图3 光伏发电系统功率变换装置

 

(1)基本原理
       系统由前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器组成,两者通过储能电容相连。前级DC/DC部分采用boost升压直流变换电路,对光伏组件PV输出的直流电压进行升压,达到后级DC/AC部分输入直流电压的要求。由于光伏组件PV的输出功率会随着温度和光照的变化而变化,所以前级DC/DC部分还要实现对PV的最大功率点跟踪(MPPT),始终使PV输出功率为最大功率,提高整个系统的效率。后级DC/AC部分是对前级的输出直流电压进行逆变。系统独立运行时,后级DC/AC部分输出高品质的正弦波交流电压;并网运行时,后级输出电流与电网电压同频同相,获得单位功率因数;该光伏系统既可以工作在并网状态,又可以工作在独立运行状态。
(2)技术优点
       该系统无变压器,具有以下优点:
       1)体积小、重量轻、成本低等;
       2)方便最大功率跟踪控制的实现,满足直流电压宽输入范围的要求;
       3)便于满足电网对逆变器的要求(并网电能质量要求、防止孤岛效应、安全隔离等)
       4)提高直流输入电压,能提高逆变器的转换效率。
(3)适用场合
       该光伏发系统主要用于以下场合:
       1)无电场合提供电源,主要为广大无电地区居民生活生产提供电力,还有微波中继电源、通讯电源,移动电源和备用电源等;
       2)太阳能日用电子产品,如太阳能路灯、太阳能草坪灯等;
       3)并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。