文档介绍：安徽工业大学
光伏发电系统及其MPPT的概述
课程名称: 电气工程新技术
专业:电气工程(专硕)
姓名:陈亚东
学号:1320190259
光伏发电系统及其MPPT的概述
摘要:以太阳能光伏发电系统为研究对象,整体介绍了太阳能光伏发电系统的类型及其构成,讨论了光伏系统的最大功率点跟踪(MPPT)技术的意义。以最大限度利用太阳能为主要目标,介绍了太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法,并讨论了各个方法的优缺点。
关键词:太阳能;光伏发电系统;MPPT;控制方法
1 引言
在世界各国竞相发展绿色可再生能源的今天,太阳能作为一种新兴的可再生能源,以其永不枯竭、无污染、不受地域限制等优点,受到了一致青睐,正得到迅速的推广应用[6]。在太阳能的各种应用中,光伏应用倍受关注。随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展,太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡[9]。
太阳能发电是将太阳光能直接转化成电能的发电方式,包括光伏发电、光化学发电、光感应发电等。光伏发电是指利用光伏电池板将太阳光辐射能量转化为电能的直接发电方式,光伏发电系统是由光伏阵列、控制器和电能存储和变换环节构成的发电与电能变换系统。光伏电池阵列产生的电能经过电缆、控制器、储能等环节予以存储和转换,转换为负载所能使用的电能。而光伏系统的一大缺点就是光伏电池的光电转换效率太低,使其不能以最大效率转化为电能输出;而且在工作过程中受环境的影响也很大,会损失很多能量。因此为了使其输出的电能达到最大化,除了要研制价格低廉且能量转换效率高的光电材料外,还要在控制上实现光伏电池的大功率输出。这些控制方法包括光伏自动跟踪控制和最大功率点跟踪控制。最大功率点跟踪(MPPT)控制方法是光伏发电系统中提高系统效率的重要手段。
本文讨论了光伏发电系统的构成以及提出了光伏系统的最大功率点跟踪技术的意义,并介绍了最大功率点跟踪的方法和原理及常见MPPT控制方法。
2 太阳能光伏发电系统
太阳能光伏发电系统[8]在偏远农村电气化、荒漠、军事、通信及野外检测等领域得到广泛应用,并且随着技术的发展,其应用领域还在不断地延伸和发展。
根据不同场合的需要,太阳能光伏发电系统一般分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统和混合光伏发电系统[10]。
独立光伏发电系统
独立光伏发电系统是指不与电网相连的光伏发电系统。独立供电的光伏发电系统主要用于电网覆盖不到的边远山区或者是太阳光照不足,不能满足与电网互通需要的地区,主要用于满足单个用户的一天工作,生活用电,必须带有储能环节,满足黑夜或者光照不足的阴雨天的用电需要,这种供电方式设备复杂,蓄电池受环境和使用方法的影响,寿命一般不长,而且当有多余的电能或者是电能不足的情况下就会产生浪费或者影响工作和生活。
太阳能电池板
DC/DC
蓄电池
直流负载
交流负载
逆变器
控制器
独立运行光伏发电系统组成与负载有关,直流负载和交流负载都包含光伏阵列、蓄电池组、控制电路。独立光伏系统的负载如果是直流负载不含逆变回路,可直接与蓄电池相连,对蓄电池的输出电压进行升(降)压后提供给负载。这类系统结构简单,成本低廉。由于负载直流电压的不同,很难实现系统的标准化和兼容性,特别是生活用电,负载主要为交流,而且直流系统也很难实现并网运行