直流模塊在BIPV系統(tǒng)中的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對(duì)能源的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。然而傳統(tǒng)的化石燃料又面臨著隨時(shí)枯竭和環(huán)境污染等問(wèn)題，所以尋找替代能源就成為迫在眉睫的事情。太陽(yáng)能作為一種取之不盡用之不竭、又無(wú)污染的清潔新能源，必然就受到各個(gè)國(guó)家的重點(diǎn)關(guān)注。本文就選取了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題—建筑光伏一體化(Building Integrated Photovoltaic，BIPV)進(jìn)行研究，分析了直流模塊式BIPV系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、最大功率跟蹤(Maximum

2、Power Point Tracking，MPPT)的算法比較和適合直流模塊的DC/DC變換器拓?fù)溥x擇及分析，最后對(duì)相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)論證。
　　BIPV系統(tǒng)有多種拓?fù)漕愋?，各自特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)不一。其中集中式、交流模塊式和直流模塊式是運(yùn)用最廣泛的幾種結(jié)構(gòu)形式。通過(guò)比較分析發(fā)現(xiàn)，直流模塊并聯(lián)加集中逆變結(jié)構(gòu)在能量傳輸效率、失效匹配性能和擴(kuò)容難易度等方面具備明顯優(yōu)勢(shì)，非常適合在BIPV系統(tǒng)中運(yùn)用。
　　由于太陽(yáng)能電池是一個(gè)非線性電源，其

3、輸出特性會(huì)受到外界環(huán)境的影響，輸出功率也在不斷變化，所以這就需要采用 MPPT技術(shù)，以保證太陽(yáng)能電池盡可能以最大功率輸出。本文比較了幾種常用的 MPPT方法，對(duì)各個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了細(xì)致的分析，并根據(jù)直流模塊式 BIPV系統(tǒng)的特點(diǎn)選取了以恒定電壓和單變量、變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量相結(jié)合的方法作為該系統(tǒng)的MPPT控制策略。
　　直流模塊作為直流模塊式BIPV系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其性能好壞將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的效率、體積、功率、可靠性等各個(gè)方面的

4、指標(biāo)，所以對(duì)直流模塊進(jìn)行了著重分析。首先，從結(jié)構(gòu)上對(duì)各類DC/DC變換拓?fù)溥M(jìn)行了比較，介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)中DC/DC變換器的特點(diǎn)；接著，給出了幾種了移相全橋DC/DC變換器拓?fù)?，根?jù)BIPV系統(tǒng)中DC/DC變換器應(yīng)滿足的要求，確定了一種改進(jìn)型ZVZCS移相全橋DC/DC變換器作為直流模塊的拓?fù)?；最后，詳?xì)介紹了這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的換流過(guò)程和軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)條件。
　　根據(jù)上述比較分析，設(shè)計(jì)出直流模塊樣機(jī)，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)本文所采用的技術(shù)方法進(jìn)