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论文关键词：清洁能源；光伏发电；最大功率点 光伏发电是利用太阳能电池板将太阳光能直接转 化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电 系统主要都由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三 大部分组成[1]。由于不涉及机械部件，所以光伏发电 设备极为精炼、可靠、稳定、寿命长、安装维护简便。上 至航天器、下至家用电器、大到兆瓦级电站、小到玩具， 光伏电源无处不在。 太阳能并网发电，在发达国家已经大面积推广实 施，我国太阳能并网发电还刚刚起步。大容量并网是 光伏发电发展的方向，特点是其能发出的功率随太阳 辐射和环境温度而变化，注入电网的有功功率在最大 功率与零之间可控。 本文重点讲述了光伏发电并网运行中，通过最大 功率追踪技术使其运行在最大功率点，记录所发电量 及所带来的减排效果。光伏电站并网装置含有一个三 相逆变器，可通过控制逆变器双向调节向系统发送无 功。光伏并网系统的能量来自于太阳能，当阳光充足 时有功容量可通过增加电池板数目来提高，完全不受 限制。相比其他电源，光伏发电利用的是清洁的、可再 生太阳能，可提供快速的有功功率和无功功率调节，且 其容量在技术上没有限制。 l光伏电池发电特性 光伏电池是由半导体材料制成的能将太阳辐射的 能量转化为电能的光电转换器件，其伏安特性如图l 所示，伏瓦特性如图2所示。图中：S为光辐射强度，t 为电池板温度，J为光伏电池输出电流，巩为光伏电 池端电压，P，v为光伏电池发出的功率。 ≤i盛≤；6盛 U洲 U洲 (a)常温(t=25℃)不同日照下 (b)相同日照(bx--1000 w／m2)不同温度下 圈I 光伏电池伏安特性图 图2光伏电池伏瓦特性圈 和电压源区。由图2可知，光伏电池最大功率点随光 辐射强度和电池板温度改变而改变。在一定的天气条 件下可通过控制其端电压Ua。来决定其运行点，并使 得输出功率PPv在零与最大功率间变化。实际运行中 常将光伏电池单体并联、串联组成光伏阵列来满足容 量和电压的要求。 光伏电池生产厂家可提供标准状态下(辐射强度 S。f一1．000 W／m2、温度Rf一298 K)的光伏电池单体 外特性参数：电流温度系数比(A／℃)；电压温度系数b (v／℃)；最大功率电压U。(V)；最大功率电流J。(A)； 开路电压U。。(V)；短路电流L(A)；S为实际光辐射 强度；T为实际电池板绝对温度。光伏电池工程用数 学模型[2]： C1一(1一L／i。)exp[--U。／(C。U。。)] … Cz=(U。／Uo。一1)[1n(1～，。／i。。)]_1 缸钏赤f汀一Lt+(东ref气)k’ (2) 3，。 ＼3 一l／ (2) △Udc一6(T—T，。f) 工乩。[1--C1(exp(％斧)一，)]州㈤ 式中：U。。为光伏电池端电压，J为光伏电池的工作电 流，C。和C。为设定变量。 2光伏电池并网发电原理 光伏电池将太阳能直接转换成电能，输出直流电 压，再通过光伏逆变器将直流电逆变成交流电并输送 给电网。光伏逆变器由电压源型的可快速关断器件组 成。光伏电池并网发电电路原理如图3所示，主要包 括光伏电池板、直流侧电容、电压源型逆变器、交流侧 电感及并网变压器。图中P。k代表电网三相电压；i。k 代表电网与逆变器间的三相电流；Ua。为逆变器直流侧 电压，也是光伏电池端电压；P、Q分别为光伏发电系 统注入电网的有功和无功功率；U盎为给定光伏电池端 电压；Q’为给定注入电网的无功功率；z蠡为网侧电流 指令，优为其幅值，咿为其相位；∞为网侧同步信号角频 率。巩k为三相脉宽调制波指令。 并网逆变器采用直接电流控制，如式(4)[31所示： “踌一EKF‰一Kp(if—iI)]／【，d。，(惫一a，b，c) (4) 式中，Kr为电压放大 |
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