基于模式切換的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
魯升敏1，朱子薇2，常夏1，王琰2，劉崇新2
（1 陜西省地方電力(集團(tuán))有限公司，陜西 西安 710061；2 西安交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院，陜西 西安 710049）
摘 要：傳統(tǒng)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)以蓄電池作為儲能裝置，難以滿足負(fù)載動態(tài)響應(yīng)性能要求。基于超級電容器，研究了獨(dú)立光伏直流發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，提出新型的能量管理模式，根據(jù)外界環(huán)境變化，系統(tǒng)前級電路在MPPT 模式與恒壓模式中切換，后級電路在充電模式、放電模式與待機(jī)模式中切換。仿真結(jié)果表明，新型能量管理模式與控制策略具有良好的控制效果，系統(tǒng)可以高效優(yōu)良地工作在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。
關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；最大功率點(diǎn)跟蹤；超級電容器；能量管理
中圖分類號：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3175(2020)03-0016-04
Design of Independent Photovoltaic Power Generation System Based on Mode Switching
LU Sheng-min1, ZHU Zi-wei2, CHANG Xia1, WANG Yan2, LIU Chong-xin2
（1 Shanxi Regional Electric Power Group Co., Ltd, Xi’an 710061, China;
2 School of Electrical Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China）
Abstract: The traditional independent photovoltaic power generation system uses the storage battery as the energy storage device, which is difficult to meet the dynamic response performance requirements of the load. Therefore, it is a very necessary research topic to study the technology related to super-capacitor independent photovoltaic power generation system, explore the management and application mode of new photovoltaic energy system. According to changes in the external environment, the pre-stage circuit of the system switches between MPPT mode and constant voltage mode, and the post-stage circuit switches between charge modes, discharge mode and standby mode. Finally, it is found through simulation that the new energy management mode and control strategy have good control effects, and the system can work in the real environment efficiently and effectively.
Key words: photovoltaic power generation; MPPT; super-capacitor; energy management
參考文獻(xiàn)
[1] WU T F, NIEN H S, SHEN C L, et al. A singlephase inverter system for PV power injection and active power filtering with nonlinear inductor consideration[J]. IEEE Transactions on Industry Applications，2005，41(4)：1075-1083.
[2] 張國榮，張鐵良，丁明，等．具有光伏并網(wǎng)發(fā)電功能的統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器仿真[J]. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2007，27(14)：82-86.
[3] 王立喬，孫孝峰. 分布式發(fā)電系統(tǒng)中的光伏發(fā)電技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.
[4] 張琦，王金全. 超級電容器及應(yīng)用探討[J]. 電氣技術(shù)，2007(8)：67-70.
[5] 閆亮，韓寧. 改進(jìn)的光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法[J]. 現(xiàn)代建筑電氣，2012(3)：33-37.
[6] 周巖，楊長業(yè)，于長洋. 寬溫度補(bǔ)償恒壓式MPPT光伏發(fā)電技術(shù)的研究[J]. 電力電子技術(shù)，2012，46(10)：60-62.
[7] GULES R, PACHECO J D P, HEY H L, et al. A Maximum Power Point Tracking System With Parallel Connection for PV Stand-Alone Applications[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics，2008，55(7)：2674-2683.
[8] 趙冬梅，張楠，劉燕華，等. 基于儲能的微網(wǎng)并網(wǎng)和孤島運(yùn)行模式平滑切換綜合控制策略[J]. 電網(wǎng)技術(shù)，2013，37(2)：301-306.
[9] 唐西勝，鄧衛(wèi)，齊智平. 基于儲能的微網(wǎng)并網(wǎng)/ 離網(wǎng)無縫切換技術(shù)[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2011，26(S1)：279-284.
[10] BIALASIEWICZ J T. Renewable Energy Systems With Photovoltaic Power Generators：Operation and Modeling[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics，2008，55(7)：2752-2758.
[11] 侯世英，殷忠寧，薛原，等. 獨(dú)立光伏系統(tǒng)恒壓工作模式下最優(yōu)工作區(qū)的選擇[J]. 電網(wǎng)技術(shù)，2012，36(6)：226-231.
[12] 周林，武劍，栗秋華，等. 光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法綜述[J]. 高電壓技術(shù)，2008，34(6)：1145-1154.
