1 导言
传统的燃料动力正在一天天削减,对环境形成的损害日益突出,一起全球还有20亿人得不到正常的动力供应。这个时分,全世界都把目光投向了可再生动力,期望可再生动力可以改动人类的动力结构,保持久远的可持续发展。太阳能以其独有的优势而成为人们注重的焦点,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。因而,研讨并网逆变器的规划有着宽广的远景和含义。约束光伏体系的主要因素有两点:⑴初期出资比较大;⑵太阳能光伏电池的转化功率低。现在咱们一般运用的光伏电池功率在15%左右,即便世界上最先进技术的光伏电池在特别的试验条件下也只能到达40%,因而光伏电池最大功率盯梢就变得十分重要,所以长期以来都是学术界研讨的热门。
2 光伏电池阵列特性剖析
2.1 光伏电池的数学模型
光伏电池是使用半导体资料的光伏效应制造而成的。所谓光伏效应是指半导体资料吸收光能,由光子激宣布电子—空穴对,经过别离而发生电动势的现象。光伏电池的I-V特性随日照强度S(W/㎡)和电池温度t(℃)而改动,即I=f(V,S,t)。依据电子学理论,当负载为纯电阻时,光伏电池的实践等效电路如图1所示。
图1 光伏电池等效电路
对应的I-V函数如下:
(1)
其间-二极管结电流(A),IL-光伏电流(A),I0-反向饱和电流(关于光伏单元而言,其数量级为10-4A),q-电子电荷(1.6×10-19C),K-玻耳兹曼常数(1.38×10-23J/K),T-绝对温度(T=t+273K),A-二极管质量因子(当T=330K时,约为2.80±0.152),Rs-串联电阻(为低阻值,小于1Ω),Rsh-并联电阻(为高阻值,数量级为KΩ)[1]。
2.2 光伏电池输出的最大功率点
当光伏阵列输出电压比较小时,跟着电压的改动,输出电流改动很小,光伏阵列相似为一个恒流源;当电压超越必定的临界值持续上升时,电流急剧下降,此刻的光伏阵列相似为一个恒压源[2]。光伏阵列的输出功率则跟着输出电压的升高有一个输出功率最大点。最大功率盯梢器的作用是在温度和辐射强度都改动的环境里,经过改动光伏阵列所带的等效负载,调理光伏阵列的作业点,使光伏阵列作业在输出功率最大点。
图2 光伏电池电压/电流曲线和电压/功率曲线
3 最大功率盯梢操控算法
现在,常用的最大功率盯梢办法有稳定电压盯梢法、扰动调查法和电导增量法。其间,电导增量法的盯梢准确性最高,在环境快速改动的情况下具有杰出的盯梢功能,因而被广泛选用。电导增量法是经过比较光伏电池阵列的瞬时导抗与导抗改动量的办法来完结最大功率点的盯梢。
到达最大功率点的条件,即当输出电导的改动量等于输出电导的负值时,光伏电池阵列作业于最大功率点。在辐射强度和温度改动时,光伏电池阵列的输出电压能平稳跟随环境的改动,且输出电压动摇小[3]。
电导增量法经过设定一些很小的改动阈值,使光伏电池阵列稳定在最大功率点的邻域内,而不是围绕着最大功率点前后动摇。当外界环境发生改动时,从一个稳态过渡到别的一个稳态时,电导增量法依据电流的改动就可以做出正确的判别,而不会像扰动调查那样呈现误判别。
图3中的U(k)、I(k)是检测到的光伏电池阵列当时电压、电流值,U(k-1)、I(k-1)是上一周期的电压、电流采样值。
图3 电导增量法的操控流程图
光伏电池阵列与Boost电路相接时,假定外部负载仍为纯电阻负载,并疏忽Boost电路自身阻抗的情况下,依据Boost电路的阻抗改换联系,简单得出Boost电路的等效输入阻抗为Req=(1-D)2R。 D为Boost电路的开关占空比,R为电阻性负载的阻抗。