光伏发电系统中的储能环节设计(2)
4.1 双向BUCK/BOOST 电路的原理 . 28
4.3 单向BUCK 电路充电模态 .. 28
4.4 单向BOOST 电路放电模态 . 32
4.5 双向BUCK/BOOST 电路的MATLAB仿真 35
4.6 能量优化控制器 36
5 VRLA(阀控式密封铅酸)蓄电池及其特性 . 38
5.1 光伏发电系统蓄电池的选择 . 38
5.2 VRLA 蓄电池技术指标与工作原理 . 38
5.3 VRLA蓄电池充放电控制方法 39
5.4 VRLA 蓄电池充放电等效模型 42
6 独立光伏发电系统仿真 43
结论和展望 45
致谢 46
参考文献. 47
1 绪论
1.1 光伏发电系统的种类与组成
太阳能光伏发电系统的英文为 Photovoltaic Power Generating System，简称
PV系统。一般地将PV系统可以分为与当地电网并网的并网型系统和独立系统。
并网型系统根据电压等级的不同，可分为低压并网型系统、高压并网型系统和
特高压并网型系统。对于一些重要的、需要保持其稳定运作的负载，为了稳定
其电压，并网型系统可以为其配备防灾型蓄电池。独立光伏系统根据能量来源
不同、有无蓄电池可以简单分为混合型系统、蓄电池并用型和无蓄电池型[1]
。光伏发电系统一般由很多小的组成单元组成，由图1.2 所示。一般并不一
定像图中需要那么多的单元，而是可以按照太阳能发电系统的实际需求将组成
单元适当变化。 由图1.2 可知，光伏系统一般的组成单元有 4 个部分，第1 部分是系统中
的能源部分，主要有光伏电池、蓄电池和辅助电源；第 2 部分是系统中连接电
路部分主要有变换器部分，包括前级变换器、后级变换器等；第 3 部分是负载
部分，有直流负载、交流负载和电网母线等；第四部分是控制部分，主要有检
测器和控制器组成。
1.1.1 独立型光伏发电系统
独立型光伏发电系统是与电网脱离的单独的发电系统，它可以通过简单的
直流变换器直接对直流负载供电，也可以通过逆变器将直流的转换为交流电对
交流负载供电。图1.3 中选用的独立光伏发电系统选用了光伏电池、能量优化
控制器、蓄电池、直流负载、逆变器和交流负载等组成单元组成[2]
。 因为太阳辐射是随时间不稳定变化的，光伏阵列发出的电能是不稳定的，
不能够直接提供给负载，因此需要加入变换器来稳压。为了合理的储存和利用
太阳能，加入储能装置和能量优化控制器。能量优化控制器的原理很简单，就
是把能量合理的用在恰当的地方，当光伏电池发出的电量高于负载需求时，将
多余的能量储存进储能装置中；当光伏电池发出的电量不能满足负载用电时，
通过储能装置输送电量来供给负载用电。
独立型光伏发电系统可以为小型离市区远或不方便搭设输电线的地方供
电，方便、简单并且不受地形的限制，可以应用到很多方面。 如朱永强译的《太
阳能利用技术及工程应用》中提到的，小的方面有太阳能草坪灯、庭院灯等照
明装置，大的方面有远离电网的移动通信基站、微波中转站或给边远农村供电
的小型光伏发电系统等方面[3]。
1.1.2 并网型光伏发电系统
并网型光伏发电系统与独立型光伏发电系统的主要区别就是并网型系统
将光伏电池发出的电能通过转换传输到当地电网或局部电网中再供负载使用。
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