光伏电池原理与逆变器设计:离网系统的MPPT与控制策略
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更新于2024-08-10
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光伏电池的基本原理和等效电路是光伏系统设计的核心内容。光伏电池基于半导体PN结的光生伏打效应工作,即光照射到PN结上时,当光子能量超过禁带宽度Eg,电子跃迁到导带形成电子-空穴对。这些光生载流子在外部电路的作用下,通过PN结的势垒形成光生电场,从而产生电流。为了获得高效电力输出,光伏电池通常会通过串联和并联的方式构成光伏组件,以增大整体电压和电流。
在光伏组件特性研究中,最大功率点跟踪(MPPT)是关键环节,它能确保电池在各种光照条件下始终运行在最大功率点,提高能源利用率。本文提到的MPPT方法包括不同的电路拓扑,如Buck电路,它通过调整输入电压来追踪最大功率。同时,储能系统的管理也很重要,如采用开路电压法控制电池充电过程,确保电池的稳定性能。
设计中,Buck电路用于降压,将单块光伏组件产生的电压调整到适于后续步骤,例如为蓄电池充电。推挽升压电路则进一步提升电压至350V直流,为逆变器提供动力。逆变器部分采用单相全桥结构,实现直流到交流的转换,输出频率和占空比可以根据需要进行调节。
在硬件设计上,电路参数如Buck电路的电感值和推挽电路的高频变压器参数都需要精确计算和选择,以确保系统的效率和稳定性。PSIM软件在此过程中起到了重要的仿真验证作用,帮助优化电路设计。
论文作者通过对离网光伏发电系统,特别是光伏逆变器部分的实验研究,包括印制电路板的设计、XC866单片机程序的编写和调试,证明了所设计的光伏逆变器在实际应用中的可行性和有效性。关键词包括离网光伏发电、最大功率点跟踪、Buck电路、推挽电路以及移相方波控制,这些都是实现高效、绿色能源转换的关键要素。
该研究深入探讨了离网光伏发电系统的设计策略,尤其是通过理论分析和实践验证,为太阳能资源的有效利用提供了技术支持。
2020-08-14 上传
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Big黄勇
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