基于推挽结构的隔离式光伏逆变器的研究与设计文献综述
2020-05-04 21:36:35
一、研究背景: 随着世界能源需求的快速增长和化石能源的逐渐减少,近年来,光伏发电发迅猛,光伏组件的成本日益降低,2004年在欧洲范围内光伏组件(光伏并网系统)成本为5#8364;/Wp,预计到2020年将小于1#8364;/Wp,2030年将小于0.5#8364;/Wp[1] .截至2007年底,世界太阳能电池累计装机容量已达12300MW。
2008年全世界太阳能电池总产量达6850MW,我国太阳能电池总产量达1780MW;到2008年底我国光伏系统的累计装机容量达到140MW[2] 。
2008年全世界新增光伏发电装机容量中约有1GW来自10MW及以上容量的光伏电站我国也计划于甘肃敦煌、昆明石林、青海柴达木盆地等地建设兆瓦级光伏并网电站。
随着各国百兆瓦级甚至千兆瓦级光伏电站的建设,光伏电站的大型化和并网化将成为今后发展以及研究的主要方向[3] 。
二、研究意义: 近年来光伏并网发电得到了广泛的研究和应用为了得到较高的电压及功率等级,通常将若干个太阳能电池板以串、并联的形式连接起来,通过一个较大功率的逆变器实现直流到交流的能量转换过程.然而,由于光伏组件存在特性差异和部分阴影等,必然会引起电池串内部产生不匹配损耗和热斑等现象。
就像节日的灯饰一样,假如串联中的任何某个电池板发生故障,就会导致整个电池组失效。
此外,当有局部阴影或碎砾等遮蔽光伏板时,这种情况也会发生。
所导致的结果是,太阳能光伏系统只要出现10%的遮蔽,便会使太阳能发电量下降一半以上[4-5]。
为了克服上述缺陷,由单块太阳能电池板通过一个微功率逆变器(简称微逆变器)实现能量转换的单个光伏组件并网发电系统可能是未来光伏并网发电的发展趋势之一[6-8] 。
微逆变并网装置主要有以下优点[9-10]:对实际环境适应性强,由于一个或几个光伏组件独立工作,对光伏组件的一致性要求减低.当实际应用中出现诸如阴影遮挡、云雾变化、污垢累计组件温度不一致组件安装倾斜角度不一致、组件安装方位角度不一致组件细小裂缝等外部不理想条件时,问题组件不会影响其他组件的正常工作,从而保证了系统整体的发电效率;微逆变器易于采用模块化技术,容易扩散;安装方便、简单,可灵活对系统进行变更和扩容;体积较小,价格较便宜,便于以工业和家庭为单位进行推广应用;不同于传统的集中式逆变器,每一个或几个光伏组件都有相对独立的MPPT,不存在组件间为了匹配而造成的能量损耗问题,达到发电量的最大最优化;系统布局紧凑,避免了单点故障导致系统故障高发的问题,其分布架构也有利于在民用市场大规模推广等[11]。