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光伏發電系統的組成

光伏發電系統一般是由以下幾個部分構成的, 如圖1:

圖1 光伏發電系統的組成

光伏陣列

光伏電池的種類一般可按材料的不同劃分,

一類是選取矽作為為原材料, 另一類是選用聚合物作為原材料。 在實際使用中, 轉化效率的高低因材料的不同而迥異, 為了獲得更多的電能, 通常選用轉化效率高的電池組, 而淘汰轉化效率低的電池組。

光伏電池的工作機理是利用光生伏特效應, 將光照直接轉化為電能的組件, 單個的光伏電池板所能供出的電流、電壓都不是很大, 所以一般而言並不單獨使用。 在使用中將單個模組串並聯封裝之後構成光伏發電元件模組組, 通過一系列的連接組合得到光伏陣列。

DC/DC變換器

DC/DC變換器的功能是變換直流/直流電壓, 比較常見的類型有Buck變換電路和Boost變換電路[5]。 在光伏並網發電系統中, 對電壓指標的要求是輸出的電壓幅值比光伏電池產生的電壓幅值要高,

採用Boost型變壓電路恰好能夠對電壓提升的要求, 逆變器單元的輸出效率也因此得到很大提升。

除此之外, Boost變壓電路還能對光伏電池的最適宜工作的座標點進行追蹤, 使得輸出的功率在其最大點附近選取, 這一過程就是已有文獻所涉及的最大功率跟蹤技術, 簡稱MPPT技術[6]。

逆變器

光伏發電系統的核心裝置是並網光伏逆變器, 也稱作變流器。 他的基本作用的將光伏陣列所提供的直流電, 經過逆變器的變流作用, 轉化成接入電網時的工頻交流電。 這是因為在日常的生產生活中的用電設備, 幾乎都是採用交流形式進行供電運行的。 所以, 為了滿足用戶的用電需求和並網要求,

我們採用逆變器, 將光伏整列產生的直流電轉化成交流電最終接入到電網[7]。

在光伏並網發電中, 逆變器的種類一般分為兩類:一種是直接接觸型, 另一種是非直接接觸型。 在本課題中, 我們選擇直接接觸型, 以DC/AC型為代表進行研究。

濾波器

光伏發電系統中, 經過DC/AC變換以後, 就會得到變換之後的交流電。 經過逆變器的變換, 雖然得到了工頻同相的電流, 但是在控制逆變器的開關時, 不可避免的會產生諧波。 這些高次、畸變的諧波如果不經過濾除, 將會直接注入電網, 對電能品質造成不良影響, 增加電網器件和附近設備的額外損耗, 發電輸電的使用效率因此大打折扣。

更為嚴重的後果將導致繼電器的絕緣失效、旋轉設備產生機械震動。

濾波器作為光伏發電系統接入電網的最後一道環節, 其作用就是剔除有害的諧波, 最終獲得高品質的電能。

(摘編自《電氣技術》, 原文標題為“光伏併入配電網的逆變器控制策略研究”, 作者為江銳、江濤、許蕾。 )

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