直流模塊在BIPV系統(tǒng)中的研究與實現.pdf

1、隨著社會和經濟的發(fā)展，人類對能源的需求越來越強烈。然而傳統(tǒng)的化石燃料又面臨著隨時枯竭和環(huán)境污染等問題，所以尋找替代能源就成為迫在眉睫的事情。太陽能作為一種取之不盡用之不竭、又無污染的清潔新能源，必然就受到各個國家的重點關注。本文就選取了太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的一個熱點問題—建筑光伏一體化(Building Integrated Photovoltaic，BIPV)進行研究，分析了直流模塊式BIPV系統(tǒng)的結構特點、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變換器拓撲選擇及分析，最后對相應技術進行了實驗論證。
　　BIPV系統(tǒng)有多種拓撲類型，各自特點優(yōu)勢不一。其中集中式、交流模塊式和直流模塊式是運用最廣泛的幾種結構形式。通過比較分析發(fā)現，直流模塊并聯加集中逆變結構在能量傳輸效率、失效匹配性能和擴容難易度等方面具備明顯優(yōu)勢，非常適合在BIPV系統(tǒng)中運用。
　　由于太陽能電池是一個非線性電源，其

3、輸出特性會受到外界環(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，以保證太陽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，對各個方法的實現過程進行了細致的分析，并根據直流模塊式 BIPV系統(tǒng)的特點選取了以恒定電壓和單變量、變步長電導增量相結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)的關鍵部分，其性能好壞將直接影響到整個系統(tǒng)的效率、體積、功率、可靠性等各個方面的

4、指標，所以對直流模塊進行了著重分析。首先，從結構上對各類DC/DC變換拓撲進行了比較，介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)中DC/DC變換器的特點；接著，給出了幾種了移相全橋DC/DC變換器拓撲，根據BIPV系統(tǒng)中DC/DC變換器應滿足的要求，確定了一種改進型ZVZCS移相全橋DC/DC變換器作為直流模塊的拓撲；最后，詳細介紹了這種拓撲結構的換流過程和軟開關實現條件。
　　根據上述比較分析，設計出直流模塊樣機，搭建實驗平臺，對本文所采用的技術方法進