独立光伏系统高效充电策略研究.doc

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总第47卷2010年
第538期
电测与仪表ElectricalMeasurement&Instrumentation
Vol.47No.538Oct.2010
第10期
独立光伏系统高效充电策略研究
张鸿博1，蔡晓峰2，赵慧光3
（1.华北水利水电学院，郑州450011；2.河南工程学院，河南新郑451191；3.河南省新乡供电公司，河南新乡453002)摘要：首先介绍了光伏电池的特点和独立式光伏系统的一般结构，然后重点对充电算法进行了研究，提出了将MPPT应用于充电系统的方案，指出了普通三段式充电算法应用于独立光伏系统存在的问题和解决的方法，并建立了matlab仿真模型进行了仿真验证，仿真结果证明了算法的正确性。关键词：太阳能电池；最大功率点跟踪；充电；中图分类号：TM615文献标识码：B文章编号：1001－1390（201010－0029－03）
ResearchonHigh-efficiencyChargeStrategyforStand-alonePhotovoltaicSystem
ZHANGHong-bo1,CAIXiao-feng2,ZHAOHui-guang3(1.NorthChinaUniversityofWaterConservancyandElectricPower,Zhengzhou450011,China.2.HenanInstituteofEngineering,Xinzheng451191,Henan,China.3.XinxiangPowerGridCorporation,Xinxiang453002,Henan,China.)Abstract：characteristicofthephotovoltaiccellsandthecommonstructureofthestand-alonephotovoltaicThesystemareintroducedfristly,thenthechargestrategyisfocusedon.ThechargestrategywithMPPTfunctionandtheproblemsandresolutionmethodofthegeneral3-stagechargestrategyareproposed.thesimulatingmodelisbuiltonmatlabandthesimulatingresultshowsthecorrectnessofthishigh-efficiencyphotovoltaicchargingstrategy.Keywords:photovoltaiccells,maximumpowerpointtracking,charge引言目前，在独立光伏发电系统中通常采用铅酸蓄电池组作为储能环节。在利用太阳能电池给蓄电池充电的过程中，由于受太阳能电池输出特性的制约，太阳0能电池并非时刻工作在最大功率点附近，因而造成了太阳能电池能量的浪费，而最大功率点跟踪(MPPT)能解决这一问题；同时，由于充放电控制不合理很容易导致蓄电池提前损坏，寿命缩短，因而蓄电池的充放电管理就显得尤为重要。为此，在设计光伏充电系统中，既要考虑太阳能电池的MPPT，又要考虑蓄电池的充放电特性。光伏电池最大功率点跟踪光伏电池在一定日照和温度下具有一个最大功率点[1]，且最大功率点受到温度和日照强度的影响会发生改变，需要一定的算法才能使光伏电池工作在最大功率点处。光伏系统最大功率点跟踪方法很多[2-4]，1算法的选择要根据独立式光伏系统的特点和算法的难易程度，在独立光伏系统的应用中，光伏阵列和蓄电池之间的接口通常采用DC/DC变换器，拓扑结构如图1所示。
DC/DC
PWM
U,I
图1独立光伏系统框图Fig.1Blockdiagramofthestand-alonePVsystem由于蓄电池本身是一个电压源，那么该DC/DC变换器的输出电压就可以认为在短时间内是一个常量。在理想情况下，DC/DC变换器的功率损耗为零，那么光伏电池输出的全部功率与蓄电池吸收的全部功率相等。由于蓄电池端的电压短时间内认为不变，那么-29-
总第47卷2010年
第538期
电测与仪表
第10期
ElectricalMeasurement&Instrumentation
只需测量蓄电池端的电流，当蓄电池的充电电流达到最大值时，就认为光伏电池输出最大功率。因此通过对电流的监测来控制占空比的扰动。当增大占空比使电流增大时则继续增大占空比，当增大占空比使电流减小时则减小占空比；同样当减小占空比使电流增大时则继续减小占空比，当减小占空比使电流减小时则增大占空比。占