适用于建筑集成光伏系统的高增益DC-DC变换器拓扑研究

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1引言

  随着化石能源的日渐耗尽,开发新能源应用技术势在必行。以清洁、可再生的太阳能为能量来源的建筑集成光伏系统越来越受到世界各国的广泛关注。bipv系统将建筑与光伏系统结合在一起,能够有效降低系统成本、提高建筑能效、缩短能量回收周期,是解决能源与环境问题的重要策略之一。

  国内外学者做了大量有关于光伏发电能量变换拓扑及相应电流变换器方面的研究。本文在此基础上,针对bipv系统,分析了多种dc-dc变换拓扑的优缺点并讨论了适用性。

2 bipv系统的分类及能量变换拓扑

  bipv系统可以分为并网bipv系统、独立bipv系统和并网/独立双模式运行bipv系统。并网bipv系统主要用于临近电网的城镇供电;独立bipv系统主要用于远离电网及不方便并网的乡村供电;双模式运行bipv系统主要用于对供电有不间断要求的建筑。双模式bipv系统的结构如图1所示。

  光伏发电系统常见的能量变换拓扑有集中式、多串式、交流模块式和直流模块式等[3~7]。

  集中式结构是*早投入应用的,也是目前*常见的能量变换结构。它的结构如图2所示。这种系统先将光伏组件串联到一定的电压等级,再并联到一定的容量等级,*后通过集中逆变器并入电网或给负载供电。这种系统的结构简单,但是缺点明显:每串光伏组件哪怕只有一个组件被遮挡或故障,都将极大的影响整系统的效率;*大功率点跟踪针对整个组件系统设计,不能保证每一个组件工作在*大功率点处,系统效率低。

  多串式结构如图3所示。它与集中式结构的区别在于为每一串光伏组件设置了一个dc-dc变换器用于*大功率点跟踪,虽然在一定程度上提高了系统效率,但是依然存在与集中式系统相似的问题。

 

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