独立光伏发电系统的控制策略及其应用研究

由于常规能源的短缺,人们开始重视新能源的开发与应用,特别是清洁、无污染的太阳能光伏发电技术,其中独立光伏发电系统已经广泛应用。独立光伏发电系统的传统充电控制策略导致系统效率低下、铅酸蓄电池易老化等缺陷。研究独立光伏发电系统的控制策略解决上述问题是论文的主要内容,对太阳能的开发与利用有着重要的意义。 首先,本文针对铅酸蓄电池难以完全吸收光伏电池阵列输出电能的问题,提出利用铅酸蓄电池自放电,增大蓄电池可接受充电电流的基于放电脉冲的三阶段充电法,使铅酸蓄电池完全吸收光伏电池阵列转换的电能。 其次,本文针对独立光伏发电系统中光伏电池阵列与铅酸蓄电池匹配不合理的问题,提出充放电协调控制策略。在充电时,采用基于放电脉冲的三阶段充电法,增强铅酸蓄电池对电能的吸收能力；同时,对光伏电池阵列采用最大功率跟踪算法,增大光伏电池阵列的输出；在铅酸蓄电池即将充满时,采用小电流恒流充电使铅酸蓄电池的端电压上升至过充点电压,确定其荷电状态。在放电时,根据检测铅酸蓄电池端电压和估算其荷电状态对铅酸蓄电池进行双重保护,延长其使用寿命。 最后,将本文提出的控制策略应用于设计开发的独立光伏发电实验系统,通过实验验证了充电协调控制策略,可以提高独立光伏发电实验系统的效率。本文提出的充电控制策略有效、简单、实用,为高效利用太阳能提供了一种途径。