太阳能光伏发电中的电力电子技术应用

1 概述

照射在地球上的太阳能非常巨大，大约

40 分钟照射在地球上的太阳能，便足以供

全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳

能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。

 

从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电

原理完全不同，具有以下特点：

①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分

布地域的限制；

④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；

⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；

②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，

太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。

目前国外并网逆变器技术发展十分迅速。目前的研究主要集中在空间矢量

pwm 技术、

数字锁相控制技术、数字

dsp 控制技术[1]、最大功率点跟踪[2,3]和孤岛检出技术[4,5]，

以及综合考虑以上方面的系统总体设计等。国外的有些并网逆变器还设计同时具有独立

运行和并网运行功能。

    国内太阳能光伏应用仍以独立供电系统为主，并网系统则刚刚起步。目前国内自主研

制的并网逆变器存在有系统运行不稳定，可靠性低的弱点

;且保护措施不全，容易引起

事故，与建筑一体化等问题也没有得到很好考虑。

本文主要讨论太阳能光伏发电中电力电子技术的发展应用

;介绍独立供电光伏系统和并

网系统的组成特点

;根据逆变电路不同的电路拓扑，讨论了太阳能最大功率点跟踪技术

的实现方法

;最后给出了一套独立供电的太阳能光伏试验系统的设计，最大功率点跟踪

技术和高效的逆变电路设计得到实现。

2 太阳能光伏系统的组成

2.1 独立供电的光伏系统组成

    

独立供电的太阳能光伏系统的结构示意图如图

1 所示。由于太阳能电池只能在白天光

照条件下输出能量，根据负载需要，系统一般选用铅酸蓄电池作为储能环节来提供夜间

所需电力。整个光伏系统由太阳能电池、蓄电池、负载和控制器组成。