光伏发电系统的研究
文献综述
一、原因及意义：
能源是人类赖以生存和发展的基础，随着人类社会的进步，世界范围内对能源的需求日益增加。而煤、石油、天然气等常规能源不但污染环境且储量十分有限，面对全球日益严峻的能源和环境问题,发展可再生能源已是势在必行。常见的新型能源有太阳能、风能、核能等。其中太阳能因其普遍存在性、可再生性、清洁性等，成为21世纪的主导能源。发展光伏发电已是势在必行，光伏目前处于发展的早期阶段,这预示着巨大的潜力,其稳定的高增长率将保持到2030年乃至更远。光伏发电前景广阔,给光伏技术进步和产业发展创造了巨大空间。但目前光伏发展还面临许多挑战。光伏发电是太阳能的主流应用方式之一。光伏发电一般可分为独立式、并网式和混合式三种。
二、光伏发电系统的分类：
1、独立式光伏发电系统，该系统由纯硬件实现，省去了编程环节，有益于系统简单、稳定实现。主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器和逆变器四部分构成。太阳能电池板是光伏发电系统的核心部分，作用是将太阳的辐射能转换为电能。在独立运行系统中，蓄电池作为储能单元一般是不可少的。在阳光充足时，光伏电池板输出的电能一部分经后级逆变器输送给交流负载使用;一部分储存在蓄电池中，以便在光照不足时供给逆变器或者直接供给直流负载使用。控制器的主要作用是实现光伏电池板的最大功率点跟踪并对蓄电池的充放电进行控制。逆变器采用高频隔离型电路，前级为推挽升压电路，将低压直流电转换为高压直流电，易于逆变电路的控制，并且高频变压器较低频变压器有体积小、质量轻、成本低等优点;后级采用常用的全桥逆变电路。利用芯片SG3525生成PWM信号来控制推挽升压电路，利用单片机TDS2285产生SPWM信号，来控制全桥逆变电路。同时系统具有过流、短路保护电路，保证了系统可靠运行。
2、并网光伏发电系统是由光伏电池方阵并网逆变器组成，不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接将电能输入公共电网。并网太阳能光伏发电系统相比离网太阳能光伏发电系统省掉了蓄电池储能和释放的过程，减少了其中的能量消耗，节约了占地空间，还降低了配置成本。并网太阳能光伏发电系统很大一部分用于政府电网和发达国家节能的案件中。并网太阳能发电是太阳能光伏发电的发展方向，是21世纪极具潜力的能源利用技术。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，因而没有太大发展。
3、混合式光伏发电系统的工作方式通常的是将市电和太阳能电源并行工作，对于本地负载而言，如果光伏组件产生的电能足够负载使用，它将直接使用光伏组件产生的电能供给负载的需求。如果光伏组件产生的电能超过即时负载的需求还能将多余的电能返回到电网;如果光伏组件产生的电能不够用，则将自动启用市电，使用市电供给本地负载的需求，而且，当本地负载的功率消耗小于SMD逆变器的额定市电容量的60%时，市电就会自动给蓄电池充电，保证蓄电池长期处于浮充状态;如果市电产生故障，即市电停电或者是市电的品质不合格，系统就会自动的断开市电，转成独立工作模式，由蓄电池和逆变器提供负载所需的交流电能。一旦市电恢复正常，即电压和频率都恢复到上述的正常状态以内，系统就会断开蓄电池，改为并网模式工作，由市电供电。有的并网混合供电系统中还可以将系统监控、控制和数据采集功能集成在控制芯片中。这种系统的核心器件是控制器和逆变器。
三、本文主要研究方向：分布式光伏发电（即混合式光伏发电）
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