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一种新型光伏控制器PWM控制方法(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/9/16 15:25:56   

  所属频道:  太阳能    关键词:  光伏 控制器 发电站

  在远离电网的偏远地区,太阳能的发电利用光伏控制器、蓄电池组、光伏电池板组成独立光伏发电站,其中光伏控制器是整个电站的核心。光伏控制器的拓扑结构通常有DC/DC型和直通型两大类[1],DC/DC型又可细分为MPPT型[2]和谐振型等多种,但DC/DC型控制器由于有大的感性元件的存在,在大电流应用时,其体积、重量和热量都会急剧增加,限制了其在大功率领域的实际应用;而直通型控制器在大功率领域则相对具有优势,即使光伏电流达到几百安培,其体积、重量和热量相对都不会太大,因此直通型控制器在移动通信基站、边防哨卡等大功率领域得到了广泛的应用。但直通型控制器仍然存在着一些缺陷,以下对其优缺点进行分析。
  
  
  
  1现有控制方式的不足
  
  现有的直通型光伏控制器对蓄电池充放电的控制通常采用3类充放电控制模式。(1)逐级投入式系统[3],即将光伏电池分成N个独立的光伏子阵列,定义N个蓄电池电压控制点Vi(i=1,2,…N;Vi<Vi+1),当蓄电池电压大于Vi时,第i个光伏子阵列关断,反之则导通。这样就形成了随着蓄电池电压的增加,充电电流阶梯式逐级减少;反之则逐级增大。优点:这种充电控制方式基本满足了蓄电池的充电需要,控制逻辑简单、易于实现,电子功率开关器件的开关能量损失很小;缺点:控制精度不高,电压波动范围大,一些先进的自动控制算法无法实现。(2)在此基础上增加了时间因素的改良型控制方式,将蓄电池电压控制点设置为1个控制点Vs。当蓄电池电压大于Vs时,第i个光伏子阵列关断,延时1个固定时间后,如果蓄电池电压仍然大于Vs,再关断第i+1个光伏子阵列,依次类推,直到第N个光伏子阵列关断;反之则导通,导通过程同样有上述延时。优点:这种充电控制方式减少了蓄电池电压的变化范围,兼有前一种充电控制方式的优点;缺点:容易导致控制器的震荡,尤其是延迟时间的选择,要随着太阳能电池、蓄电池容量和负载的配置变化而变化,否则会导致失控,严重者会导致蓄电池过充或过放而报废。(3)脉宽调制式系统(全控型的PWM控制方式),即光伏电池不分子阵列,将全部光伏子阵列并联后形成1个总的光伏电池阵列,再以大功率电子开关做全通全断型PWM控制,此法可将蓄电池电压精确控制在1个电压点。优点:电压控制精度高,可采用各种先进的自动控制算法;缺点:功率电子开关器件的开关功率损耗较大,在相同的电压等级下,对功率电子开关器件的电流等级要求很高,对器件要求苛刻,对于大功率光伏控制器,散热片体积较大。
 

来源:电子技术应用
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