1、太陽能光伏發(fā)電及其并網(wǎng)技術(shù)1.光伏電池板的開路特性和短路特性光伏電路板的U/I和P/U輸出外特性曲線走向如下圖所示:不同光強(qiáng)下或不同溫度下曲線也會(huì)有所變化，下圖是不同光強(qiáng)下或不同溫度下太陽能電池輸出的I-U和PU曲線:III曲銭T2XC642OQ5-ICDO-S-OCC-S-2CDS=7C0三三跚10203040voitage(V)不同光照強(qiáng)度的I-U曲線不同光照強(qiáng)度的I-U曲線ooS=1OODW/T121003D4050VottsaeiVi65432525Vvotaecvi不同溫度下的l-u曲線不同溫度下的I-U曲線由以上曲線圖可以看出：1）太陽能電池的輸出特性近似為矩形，即低壓段近似為恒流

2、源，接近開路電壓時(shí)近似為恒壓源;2）開路電壓近似同溫度成反比，短路電流近似同日照強(qiáng)度成正比；太陽能電池板的輸出功率隨著光強(qiáng)和溫度成非線性變化3）輸出功率在某一點(diǎn)達(dá)到最大值，該點(diǎn)即為太陽能電池板的最大功率點(diǎn)（MPP,MaximumPowerPoint）,且隨著外界環(huán)境的變化而變化2.MPP特性的描述和認(rèn)識(shí)由P-U特性可以看出，當(dāng)U為某定值時(shí)，P達(dá)到最大值，該點(diǎn)即為太陽能電池板的最大功率點(diǎn)（MPP,MaximumPowerPoint）,且隨著外界環(huán)境的變化而變化，因此為使得光伏組件獲得最高的效率，需要釆取措施使得在環(huán)境發(fā)生變化時(shí)光伏組件可以最短時(shí)間內(nèi)運(yùn)行在功率的峰值點(diǎn)（MPP）處，這個(gè)過程即通常所

3、說的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）。最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT的控制方法和穩(wěn)定性MPPT控制的方法很多，常用的有恒壓法、擾動(dòng)觀察法、電導(dǎo)增量法、曲線擬合法等。其中擾動(dòng)觀察法與電導(dǎo)增量法轉(zhuǎn)換效率高、實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，且無需知道特性曲線參數(shù)，是目前的主流方案。（1）擾動(dòng)觀察法擾動(dòng)觀察法是指在每一個(gè)小的控制周期內(nèi)，在當(dāng)前太陽能電池輸出電壓的基礎(chǔ)上施加一個(gè)小的擾動(dòng)步長(zhǎng)。擾動(dòng)步長(zhǎng)本身是一個(gè)正的常數(shù)，可以在原電壓的基礎(chǔ)上增加步長(zhǎng)或減小步長(zhǎng)。然后比較擾動(dòng)前后輸出功率的變化情況，可能存在的變化有兩種。一種是擾動(dòng)后的功率輸出大于擾動(dòng)前的功率輸出，表明在該擾動(dòng)方向下輸出功率增大，則下一步擾動(dòng)仍保持相同方向。比如

4、上一次是增加一個(gè)固定步長(zhǎng)導(dǎo)致輸出功率增大，則下次擾動(dòng)仍然增加該步長(zhǎng)。另一種是擾動(dòng)后的功率輸出小于等于擾動(dòng)前的功率輸出，則下一步擾動(dòng)變?yōu)橄喾捶较颉＞唧w的流程如下圖所示。(2)電導(dǎo)增量法太陽能電池功率曲線為一個(gè)單峰值的連續(xù)曲線，各點(diǎn)導(dǎo)數(shù)均存在。在最大功率點(diǎn)導(dǎo)數(shù)dP/dV為零；在最大功率點(diǎn)左側(cè)區(qū)域，該導(dǎo)數(shù)的值恒大于零；在最大功率點(diǎn)右側(cè)區(qū)域，該導(dǎo)數(shù)的值恒小于零。因此只需要在導(dǎo)數(shù)大于零的位置增大輸出電壓，在導(dǎo)數(shù)小于零的位置減小輸出電壓，即可找到或接近最大功率點(diǎn)，此時(shí)導(dǎo)數(shù)等于零或接近于零。我們知道P=VXI將P對(duì)V取導(dǎo)，當(dāng)dV工0時(shí)dPd(VXI)didv=_d=I+Vxdv即將dP/dV的判斷轉(zhuǎn)換為I+

5、VX磐正負(fù)號(hào)的判斷。I+VX=O,達(dá)到最大功率點(diǎn)，維持電壓不變。I+VXO,在最大功率點(diǎn)左側(cè)，增加光伏電池的輸出電壓I+VXVO,在最大功率點(diǎn)右側(cè)，減小光伏電池的輸出電壓而當(dāng)dV=O時(shí)，則根據(jù)di的變化來判斷電壓的變化方向，原理與上面相同，不再贅述。電導(dǎo)增量法的流程圖詳見下圖。近似最大功率的簡(jiǎn)化控制方法：恒電壓控制CVC方法的描述和認(rèn)識(shí)當(dāng)不考慮溫度影響時(shí)，光伏電池的伏瓦特性為拋物線，而最大功率點(diǎn)兒乎落在同一根垂直線的兩側(cè)鄰近，這就有可能把最大功率點(diǎn)的軌跡線近似地看成某一電壓的一根垂直線，如果在電池和負(fù)載之間加一個(gè)控制器使輸出電壓恒定在這一電壓值上，則電池基本上工作在最大功率點(diǎn)附近，這種方法叫恒定電壓控制法(CVC)o恒定電壓跟蹤法是太陽電池最大功率點(diǎn)跟蹤方法中較早期的策略之一，它是眾多MP叮方法中最簡(jiǎn)單的一種。這種控制方法將光伏陣列的輸出電壓保持在一個(gè)恒定的電壓值，使用這種方法，人們只需從生產(chǎn)廠商獲得最大功率點(diǎn)輸出對(duì)應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)，并使電池的輸出電壓控制在此電壓附近即可，實(shí)際上是把MP叮控制簡(jiǎn)化為穩(wěn)壓控制，這就構(gòu)成了CVCT式的MP?？刂啤５钱?dāng)外界環(huán)境改變時(shí)，它不能自動(dòng)跟蹤到新的最大功率點(diǎn)處，因此不是真正的