基于模式切换的独立光伏发电系统的设计
鲁升敏1，朱子薇2，常夏1，王琰2，刘崇新2
（1 陕西省地方电力(集团)有限公司，陕西 西安 710061；2 西安交通大学 电气工程学院，陕西 西安 710049）
摘 要：传统独立光伏发电系统以蓄电池作为储能装置，难以满足负载动态响应性能要求。基于超级电容器，研究了独立光伏直流发电系统的相关技术，提出新型的能量管理模式，根据外界环境变化，系统前级电路在MPPT 模式与恒压模式中切换，后级电路在充电模式、放电模式与待机模式中切换。仿真结果表明，新型能量管理模式与控制策略具有良好的控制效果，系统可以高效优良地工作在现实环境中。
关键词：光伏发电；最大功率点跟踪；超级电容器；能量管理
中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2020)03-0016-04
Design of Independent Photovoltaic Power Generation System Based on Mode Switching
LU Sheng-min1, ZHU Zi-wei2, CHANG Xia1, WANG Yan2, LIU Chong-xin2
（1 Shanxi Regional Electric Power Group Co., Ltd, Xi’an 710061, China;
2 School of Electrical Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China）
Abstract: The traditional independent photovoltaic power generation system uses the storage battery as the energy storage device, which is difficult to meet the dynamic response performance requirements of the load. Therefore, it is a very necessary research topic to study the technology related to super-capacitor independent photovoltaic power generation system, explore the management and application mode of new photovoltaic energy system. According to changes in the external environment, the pre-stage circuit of the system switches between MPPT mode and constant voltage mode, and the post-stage circuit switches between charge modes, discharge mode and standby mode. Finally, it is found through simulation that the new energy management mode and control strategy have good control effects, and the system can work in the real environment efficiently and effectively.
Key words: photovoltaic power generation; MPPT; super-capacitor; energy management
参考文献
[1] WU T F, NIEN H S, SHEN C L, et al. A singlephase inverter system for PV power injection and active power filtering with nonlinear inductor consideration[J]. IEEE Transactions on Industry Applications，2005，41(4)：1075-1083.
[2] 张国荣，张铁良，丁明，等．具有光伏并网发电功能的统一电能质量调节器仿真[J]. 中国电机工程学报，2007，27(14)：82-86.
[3] 王立乔，孙孝峰. 分布式发电系统中的光伏发电技术[M]. 北京：机械工业出版社，2014.
[4] 张琦，王金全. 超级电容器及应用探讨[J]. 电气技术，2007(8)：67-70.
[5] 闫亮，韩宁. 改进的光伏发电系统最大功率点跟踪方法[J]. 现代建筑电气，2012(3)：33-37.
[6] 周岩，杨长业，于长洋. 宽温度补偿恒压式MPPT光伏发电技术的研究[J]. 电力电子技术，2012，46(10)：60-62.
[7] GULES R, PACHECO J D P, HEY H L, et al. A Maximum Power Point Tracking System With Parallel Connection for PV Stand-Alone Applications[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics，2008，55(7)：2674-2683.
[8] 赵冬梅，张楠，刘燕华，等. 基于储能的微网并网和孤岛运行模式平滑切换综合控制策略[J]. 电网技术，2013，37(2)：301-306.
[9] 唐西胜，邓卫，齐智平. 基于储能的微网并网/ 离网无缝切换技术[J]. 电工技术学报，2011，26(S1)：279-284.
[10] BIALASIEWICZ J T. Renewable Energy Systems With Photovoltaic Power Generators：Operation and Modeling[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics，2008，55(7)：2752-2758.
[11] 侯世英，殷忠宁，薛原，等. 独立光伏系统恒压工作模式下最优工作区的选择[J]. 电网技术，2012，36(6)：226-231.
[12] 周林，武剑，栗秋华，等. 光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述[J]. 高电压技术，2008，34(6)：1145-1154.
