基于多模块结构的光伏发电直流系统设计(4)
1）MPP对应的工作电压随着温度的上升而下降;
2）输出最大功率随着温度的升高而减小。
图2.4 光伏阵列的P-V特性曲线
2.1.3 光伏发电系统
光伏发电系统是直接将太阳光能转换为电能的装置，根据光伏系统与电网的关系，可以分为独立于电网的光伏系统和并网系统。独立于电网的光伏系统，常用在远离电网的偏远地区。而在并网系统中，光伏发电系统代替电网提供有用功率，也把功率馈送会电网。但是，并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统，对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响，如谐波污染，孤岛效应等。
直接把光伏电池与负载相连，中间不带储能装置，这类光伏系统叫直接祸合光伏系统，但这类系统在阴雨天和晚上的时候不能提供能量，所以通常中间要加入蓄电池。
由于光伏系统受外界因素影响比较大，所以为获得额定功率输出，通常要加上控制器来调节、控制和保护系统功能。所以，光伏发电系统基本包括光伏电池板、电力电子变换装置、储能装置、控制器四大部分，如图2.5所示。储能装置一般采用蓄电池，尤其是铅酸蓄电池。电力电子变换装置根据负载的不同分为两类:l)直流变换器，按照直流负载的要求供电。2)逆变器，通常为工频逆变器，输出恒频、恒压的交流电。在并网光伏发电系统中还要有交流并网装置和电能计量装置。控制器为整个系统的控制核心，负责对系统各运行参数进行检测，并根据预设和判断做出控制指令，使系统能够自动稳定运行，并工作于最佳状态。一般由一个控制器进行集中控制。[3]
图2.5 并网光伏发电系统
2.2 常用最大功率点跟踪（MPPT）方法分析和比较
由上节所示光伏电池特性可知，光伏阵列的输出特性呈非线性，受环境温度、光照强度等影响，也就是说光伏阵列是一个非线性电源，其输出电压和电流不仅由负载的性质和状况决定，而且受光强及温度的影响。为了提高光伏阵列的利用率，即使其始终工作在最大功率点，需要对光伏发电进行最大功率点跟踪。
再次，光伏电池的输出特性曲线与负载特性曲线的交点即为光伏电池的工作点，可见，对应不同的负载阻抗，光伏电池的工作点不同，光伏电池输出功率也不同。由此可以看出，MPPT的实现实质上是一个动态自寻优过程，通过对阵列当前输出的电压与电流检测，得到当前阵列输出功率，再与前一时刻已被存储的阵列功率相比较，舍去小功率，保存大功率，再检测，再比较，如此不停的周而复始，使阵列动态的工作在最大功率点上。目前较常用的方法有固定电压法，扰动观测法，电导增量法等[3]。
2.2.1 恒定电压法
通过分析光伏阵列输出P-V特性可知，在阵列温度恒定、日照强度变化时，最大功率点的轨迹近似成一直线[4]。如图2.6所示为光伏I-V曲线，可见功率最大时对应的 行成的轨迹a、b、c、d点近似一直线，即电压 近似不变，约为光伏阵列开路电压的0.78倍。
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