5。4 变换器的负载特性研究。 56 

5。5 本章小结。 58 

总结与展望 59 

致 谢。。 61 

参考文献。。 62 

附录 A I-V，P-V 曲线源程序 64 

1。1 课题的研究背景及意义

由于世界经济不断发展，而资源有限且分布不均，并且环境污染越来越严重。 能源作为推动世界前进的动力，一直受到各方的密切关注。在 21 世纪的当今， 全世界受到传统能源不断枯竭的困扰，可再生能源的发展和利用越来越受到大家 的关注。 

   跨越一个世纪，太阳能的利用已经得到长足的发展，而光伏发电技术就是主 要的利用形式。太阳能作为无限且环保的能源，在资源严重匮乏的今天，研究光 伏发电技术对世界经济和环境保护方面都具有重要的意义[1]。

而光伏系统中前级直流变换器的设计与应用极为重要，其作为光伏系统与电 网或用户之间的联系纽带，工作特性和效率受到相关人士的重视。近些年来，各 种不同结构的变换器不断被研究出来，这些变换器都有着各自的优缺点，但在不 同的应用环境下，所注重的工作特性也不同。所以研究和设计前级直流变换器是 非常有必要的，只有不断的研究进步，变换器的效率才能真正达到人们的要求。

1。2 光伏发电系统概述

1。2。1 光伏系统的基本结构

光伏发电系统是根据光伏阵列的光生电流产生直流电压，将太阳投射到地球 表面的能量转化为电能的发电装置。该装置由光伏阵列、控制结构、DC-DC 逆 变器和储能装置组成。

1。2。2 光伏系统的分类

根据不同的应用环境光伏系统大致分为独立光伏系统、并网光伏系统、混 合型光伏系统三种[3]。 

1）独立光伏系统 

独立光伏系统如图 1。1 所示。 

图 1。1 独立光伏系统结构框图

独立光伏系统由光伏阵列、控制结构、逆变器和储能装置构成[4]。光伏阵 列为系统的重要组成部分，功能为将太阳辐射能转化为电能，实际情况只能在 日间工作提供电能。储能装置一般为蓄电池，其在日间时起到储能作用，在夜 间时蓄电池输出能量向用户供电[5]。控制结构包括储能时充放电控制电路和 MPPT 控制电路。逆变器是将前级变换器输出的直流电压转换为交流电压。 

（2）并网光伏系统 

图 1。2 并网光伏系统结构框图

并网光伏系统如图 1。2 所示，光伏系统通过变换器与电网相连接。并网光 伏系统如果有储能装置则为可调度式，如果没有则为不可调度式 [6]。该系统由 于需要并网，其逆变器具有控制输出电能不间断的作用，保证电网用户的用电。 因为光伏系统输出的交流电压高次谐波较多，不利于并网，所以逆变器后有滤 波器滤除谐波保证电能质量。并网时，一般日间光伏系统通过电网向负载提供

电能，多余部分还可以提供给电网；在夜间时，由于光伏系统不产生电能，将 与电网断开，电网单独向负载提供电能。 

（3）混合型光伏系统 

图 1。3 为混合型光伏系统，该系统与上述系统不同，它配备了一台发电机组， 当太阳能电池板所获得电能不足时或者需要向蓄电池充电时，可控制发电机组向 系统中负载供电或者给蓄电池补充电能。