太陽能功率優(yōu)化器綜述

于波　孫仲剛　劉克銘　李亞彬　榮丹丹　何毅　王會(huì)曉

摘 要：太陽能功率優(yōu)化器是近年來興起的一種單組件級(jí)別的功率跟蹤和轉(zhuǎn)換設(shè)備，能大幅降低光伏陣列在陰影遮擋、組件失配時(shí)的功率損失，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。本文介紹了功率優(yōu)化器的工作原理，指明功率優(yōu)化器在最大功率點(diǎn)跟蹤算法和組件監(jiān)控方面的優(yōu)勢(shì)；分析了功率優(yōu)化器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)能夠大幅提升屋頂系統(tǒng)的安全性能，只是并聯(lián)型功率優(yōu)化器存在升壓跨度較大的缺陷；最后概要指明了功率優(yōu)化器的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：太陽能；功率優(yōu)化器；最大功率點(diǎn)跟蹤；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

1、引言

光伏應(yīng)用中的最大功率點(diǎn)跟蹤（Maxim Power Point Tracking， MPPT）系統(tǒng)是一種通過調(diào)節(jié)電氣模塊的工作狀態(tài)，使光伏組件能夠輸出更多電能的電氣系統(tǒng)[1-3]。MPPT技術(shù)本質(zhì)上是一個(gè)自尋優(yōu)過程，即通過測(cè)量電流和電壓，判定當(dāng)前工作點(diǎn)與峰值功率點(diǎn)的位置關(guān)系，進(jìn)而調(diào)節(jié)工作點(diǎn)電流或電壓，使其向峰值點(diǎn)靠攏，最終使光伏陣列工作在峰值點(diǎn)附近。但是當(dāng)今的太陽能市場(chǎng)，MPPT技術(shù)嚴(yán)重影響著光伏陣列的發(fā)電效率[4-5]。

組串式逆變器作為多組件級(jí)別的轉(zhuǎn)換設(shè)備，即使采用多路MPPT技術(shù)，環(huán)境中無法預(yù)測(cè)的陰影遮擋和組件間不可避免的性能失配，仍會(huì)嚴(yán)重影響著光伏陣列的輸出功率[6-8]。此外，組串式逆變器要求同串組件保持一致的安裝角和傾斜角，周圍環(huán)境不宜存在遮擋情況，如此束縛對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和逆變器控制而言都是一個(gè)難題，于是單組件級(jí)別的功率跟蹤和轉(zhuǎn)換設(shè)備就越來越被市場(chǎng)所關(guān)注，其中最具代表性的產(chǎn)品是功率優(yōu)化器（Power Optimizer， PO）。……