具有MPPT功能的單級式光伏并網發電系統仿真分析

張 崢

(新疆電力設計院，新疆烏魯木齊830002)

0 引言

光伏發電分為獨立光伏系統和并網光伏系統，獨立光伏系統電池費用占總費用的20%［2］，成本較高，而并網型光伏發電由于其造價低，輸出電能穩定，具有廣闊的發展前景［3］，也是未來發展的方向［4］。因此，本文建立了單級光伏并網系統電路，采用光伏陣列仿真模型進行了光伏發電系統仿真研究，使光伏系統輸出電流相位跟蹤電網電壓相位滿足并網要求，并在此基礎上通過改變控制回路中電流大小實現了光伏陣列的最大功率跟蹤。

1 單級光伏系統主電路拓撲

在光伏發電系統中，逆變器的性能是整個系統性能的關鍵，光伏系統可以分為單級式光伏系統和兩級式光伏系統。傳統的兩級式系統由直流變換環節和逆變環節構成，功率點控制由直流變換環節完成，后者控制逆變及并網過程，雖然設計思路及實現相對簡單，但環節較多，系統體積大，成本較高，轉換效率較低。以1個能量變換環節實現并網的單級式系統只存在1級逆變結構，轉換效率較高，拓撲結構簡單［4－6］。光伏陣列是光伏發電系統的基礎部件，其I－U，P－U特性受光照強度和工作環境溫度的影響呈非線性關系。單級式單相光伏并網系統主電路結構如圖1所示。它主要由光伏陣列 PV、直流側平波電容 C1、VT1、VT2、VT3、VT4組成的雙向全橋變換器和濾波環節組成。由于光伏陣列的伏安特性曲線是1個非線性曲線，因此光伏系統需要完成的2個最主要的功能就是光伏陣列的最大功率點的跟蹤和并網跟蹤。……