随着光照强度的变化而变化，最大功率跟踪要求能够自动跟踪电池板的工作在输出功率极大的条件。
图2-3 硅电池伏安特性
2.3 光伏系统控制器 2.3.1 控制器的作用
在光伏系统中，控制器也是一个很重要的组成部分。光伏控制器是协调系统各部分正常工作,确保系统安全、可靠运行的电气装置。近些年来，随着计算机技术的发展，电气自动化技术也随之快速发展，出现了各种各样的自动化装置。现在很多光伏系统都引入了这种多功能的、智能化的自动化控制装置，也就是我们常说的光伏系统控制器。
在光伏系统中，光伏系统控制器能够自动地对光伏系统的多路模拟信号进行采集处理，从而达到对整个系统的工作状态进行检测和保护的功能。它能够对系统运行中出现的偏差进行自诊断、分析、自校正，使系统自动调整工作状态，也可以监视某些关键器件的工作状况，避免因为某些器件工作出现问题而影响整个系统的情况出现。除了基本的功能以外，现在很多控制器都设计得非常全面周到，在起到普通控制器作用的同时，也是一个系统和人机信息交换的中介。在一些要求比较高的系统中的控制器，例如光伏电站中用的控制器，能够对整个系统的运行状态进行优化调整，对工作状态进行实时监控、报告；也可以很好地对人为指
6
令进行理解、执行和回复;自动协调系统各部分正常工作,确保系统安全、可靠运行的功能。现在的光伏系统中，根据用的场合以及系统对控制器的作用、功能等的具体要求，往往开发适合自己的控制器。
2.3.2 Boost电路的工作原理
Boost电路由开关管Q1，二极管D，电感L，电容C组成，完成将太阳能电池输出的直流电压场v升压到Vdc, 如下图2-4所示:
图2-4 Boost电路图
当开关管Q1导通时，二极管反偏，于是将输出级隔离，由输入端向电感器供应能量;当开关管Q1断开时，输出级吸收来自电感器和输入端的能量。如下图2-5所示：
(a) (b)
图2-5 Boost电路的工作过程
根据电感电流在周期开始是否从零开始，是否连续，可分为连续的工作状态或不连续的工作状态两种模式。由于电路在断续工作时电路，电感电流的不连续，就意味着太阳能输出的电能在每个周期内都有一部分被浪费掉了，而且纹波也会大些。因此电路的参数的选择应让电路工作在连续导电的模式下。
7
2.4 光伏系统逆变器 2.4.1 逆变器的概念
逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。应急电源，一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等 。
2.4.2 逆变器的分类
逆变器主要分两类，一类是正弦波逆变器，另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电，因为它不存在电网中的电磁污染。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时，其负载能力差，仅为额定负载的40－60％，不能带感性负载。如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。
针对上述缺点，近年来出现了准正弦波（或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等）逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好。总括来说，正弦波逆变器提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载，但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求，效率高，噪音小，售价适中，因而成为市场中的主流产品。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器，其技术属于50年代的水平，将逐渐退出市场。
逆变器根据发电源的不同，又可分为煤电逆变器，太阳能逆变器，风能逆变器，核能逆变器。根据用途不同，分为独立控制逆变器，并网逆变器。
2.4.3 逆变器的作用
简单地说，逆变器就是一种将低压（12或24伏或48伏）直流电转变为220伏交流电的电子设备。因为我们通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用，而
8
逆变器的作用与此相反，因此而得名。我们处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。在移动的状态中，人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足我们的这种需求。
2.4.4 逆变器的效率
逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力，因此，它的输入功率要大于它的输出功率。逆变器的效率即是逆变器输入功率与输出功率之比，即逆变器效率为输出功率比上输入功率。如一台逆变器输入了100瓦的直流电，输出了90瓦的交流电，那么，它的效率就是90％。
2.4.5 逆变器的重要性
在光伏系统中逆变器是将太阳能电池的直流输出电能转变为交流。对于需要向交流负载供电或者需要将电能馈送到交流电网的光伏发电系统来说，逆变器成为系统中不可缺少的重要部分，并且太阳能发电最终将走向并网运行，并网光伏发电系统的核心是并网逆变器，从而本文第三章主要讨论光伏并网逆变器。并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，一部分给当地负载供电，剩余的电力将馈入商业电网。并网型逆变器通过内部的功率调节器将太阳能电池发出的电力最大限度地回馈给电网。
2.5 光伏系统平衡部分(连接部分)
光伏系统平衡部件（BOS）指光伏系统中除光伏阵列以外的部分，主要包括控制器、逆变器、最大功率跟踪器、工程数据采集、显示和远程监控、蓄电池、配电系统、支架和电缆等，控制器和逆变器在前面已经涉及。平衡部件性能的改进对于提高系统的效率、可靠性，提高系统的寿命、降低成本至关重要。加速百千瓦级控制器、逆变器的国产化进程，研制高效、低成本的最大功率跟踪器和聚光系统，并在大规模并网光伏示范项目中应用,是平衡部件制造业的任务之一。
9
第三章 并网逆变器的工作原理
3.1 并网逆变器的分类
并网逆变器的分类方法有多种，按照直流侧输入电源性质的不同可分为电压型逆变器和电流型逆变器。电压型逆变器直流侧为电压源，或并联有大电容，直流回路呈现低阻抗；电流型逆变器直流侧串联有大电感，相当于电流源，直流回路呈现高阻抗，相对于电压型逆变器，其系统动态响应差。按照逆变器与市电并联运行的输出控制方式可分为电压控制逆变器和电流控制逆变器。输出采用电流控制时，其控制方法相对简单，只需控制逆变器的输出电流与电网电压同频同相，即可达到并网运行的目的。因此，目前世界上的绝大多数光伏并网逆变器产品都采用电流源输出的控制方式。
按照主电路结构的不同，光伏并网逆变器还可以分为工频和高频两种。典型的工频逆变器结构如图3-1所示，太阳电池发出的直流电经DC/AC逆变过后，通过工频变压器与电网相连。工频变压器起到隔离电网、匹配电压的作用，而正是由于带有工频变压器导致整个逆变器体积大、质量重。
图3-1 工频逆变器结构图
高频逆变器又可分为隔离型和非隔离型两种。
1.隔离型并网逆变器中含有高频变压器，其结构如图3-2所示，它首先通过DC/AC变换器将太阳电池发出的直流电转换为高频交流电，接着利用高频变压器隔离升压，在副边经AC/DC整流，最后通过逆变电路与电网相连。由于使用了高频变压器，使整个逆变器的体积小、重量轻、结构紧凑、工作噪声小。
图3-2 隔离型高频逆变器结构图
10
毕业设计-单相光伏并网逆变器的控制原理及电路实现(DOC)
