电力电子技术第5版pdf 浅谈电力电子技术在光伏发电中的使用

徐敏

（大连电子校园 辽宁大连 116000）

摘 要：光伏发电是运用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技能，光伏发电是电力电子学与动力科学的一个结合点，是有待电力电子学开辟的新的运用领域。

关键词：光伏发电 逆变电路 直流改换

跟着石化动力的日益干涸及其转化进程给环境带来的污染和温室效应等问题，可再生动力已成为人类越来越急迫的课题。太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁动力。太阳能光伏发电是将太阳光辐射能直接转化为电能的办法，即太阳光辐射能经电池转化为电能，再通过能量存储、操控和能量改换，转化为便于人们运用的直流或沟通电能。光伏发电已逐步成为人们运用太阳能的首要手法之一，能够说从太阳能电池发生电势开端，直到大家能运用这一电能停止，整个进程就是运用电力电子技能对电能进行改换、处理的进程。因而，光伏发电是电力电子学与动力科学的一个结合点，是有待电力电子学开辟的新的运用领域。[1]

太阳能光伏电池所宣布的电能是随太阳光辐照度、环境温度、负载等改动而改动的不安稳直流电，还不能满意用电负载对电源质量要求，因而需求运用电力电子技能对其进行直流-直流（DC-DC）或直流-沟通（DC-AC）改换，以取得安稳的高质量直流电或沟通电供应负载或电网。

一、典型光伏发电体系的根本结构

光伏发电体系分为独立光伏体系和并网光伏体系。

独立光伏发电也叫离网光伏发电，首要由太阳能电池组件、操控器、蓄电池组成，若要为沟通负载供电，还需求装备沟通逆变器。

并网光伏发电就是太阳能组件发生的直流电通过并网逆变器转化成契合市电电网要求的沟通电之后直接接入公共电网，能够分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电体系。

带有蓄电池的并網发电体系具有可调度性，能够根据需求并入或退出电网，还具有备用电源的功用，当电网因故停电时可紧迫供电。带有蓄电池的光伏并网发电体系常常安装在居民修建；不带蓄电池的并网发电体系不具备可调度性和备用电源的功用，一般安装在较大型的体系上。并网光伏发电有集中式大型并网光伏电站，一般都是国家级电站，首要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网一致分配向用户供电。但这种电站出资大、建造周期长、占地面积大，还没有太大开展。而涣散式小型并网光伏，特别是光伏修建一体化光伏发电，因为出资小、建造快、占地面积小、方针支撑力度大等长处，是并网光伏发电的干流。[2]

二、光伏直流改换电路

光伏直流改换电路的首要功用是：完成“最大功率点盯梢（MPPT）”，即：跟着气候（辐照度、温度）改动，实时调整负载的伏安特性使其相交于光伏电池伏安特性的最大功率输出点处，下降负载失配功率丢失。

光伏电池是一种输出特性迥异于惯例电源的直流电源，对电压承受型负载（如蓄电池）、电流承受型（如永磁直流电动机）、纯阻性负载3种不同类型的负载，其匹配特性也迥然相异光伏直流改换电路首要有脉冲宽度调制（PWM）和脉冲频率调制（PFM）两种办法，其间PWM为常用操控办法。光伏直流改换器主电路分直接改换和直接改换两大类，直接改换有Buck（降压）改换器、Boost（升压）改换器等，直接改换有单规矩激改换器、单端反激改换器等，其间Buck改换器、Boost改换器主电路是最根本的改换器拓扑，由此可派生出多种组合结构。

Buck改换器主电路如图所示，VT、VD、L、C 组成降压斩波器，调理开关管VT的注册占空比可调理负载电压，以调理光伏阵列作业点。

Boost改换器主电路如图所示，L、VT、VD、C组成升压斩波器。当开关管VT注册时，L储能；开关管VT关断时， L所储磁能转化成的感应电压与光伏阵列输出电压串联相加向负载供电，开关管VT的注册占空比增大时输出电压增大。恰当调理占空比，可调整光伏阵列输出电压，使其处于最大功率点电压，且该电路可将光伏阵列输出电压升高。

三、光伏逆变电路

1.“逆变”是将直流电改换为极性周期改动的沟通电。离网型光伏发电体系中的逆变器多选用电压源型逆变器。跟着全控型电力电子器件和脉宽调制技能的前进，选用桥式主电路、以规范正弦波作为PWM调制波的正弦脉宽调制（SPWM）技能是现在运用最广泛的电压源逆变器操控技能，为了使逆变器输出电压滤波后尽量正弦化，呈现了选择性消谐波等优化的PWM技能。在此基础上，进一步呈现了以操控输出电流正弦化为方针的电流瞬时值滞环盯梢PWM操控技能和针对三相桥式电压型逆变器的电压空间矢量PWM（SVPWM ）技能。SVPWM具有直流电压运用率高、动态呼应快、开关损耗低、输出电压波形的总谐波畸变率低一级长处，在三相电压型逆变器操控中的运用日益广泛。

2.按操控办法分类，有电压源电压操控、电压源电流操控、电流源电压操控和电流源电流操控4种办法。以电流源为输入的逆变器，其直流侧需求串联一大电感供给较安稳的直流电流输入，但因为大电感往往会导致体系动态呼应差，因而当时国际范围内大部分并网逆变器均选用以电压源输入为主的办法。

3.依照逆变器与市电并联运转的输出操控可分为电压操控和电流操控。假如逆变器的输出选用电流操控，则只需操控逆变器的输出电流以盯梢市电电压，即可到达并联运转的意图。因为其操控办法相对简略，因而运用比较广泛。

归纳以上所述原因，光伏并网逆变器一般都选用电压源输入、电流源输出的操控办法。典型逆变电路有：单相直接逆变体系、半控桥逆变技能体系、多DC-DC（MPPT）逆变体系，

参考文献

[1]《电力电子技能》人民邮电出版社 徐丽娟主编

[2]《电力电子技能》机械工业出版社 王兆安主编