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恒定電壓跟蹤光伏水泵系統瞬態工作點特性分析 摘要：采用定電壓跟蹤器(CVT)的光伏水泵系統在不同地區已成功地投入實際應用。實地運行數據表明,CVT不能適應太陽電池方陣伏安特性的變化,使系統瞬態工作點偏離方陣輸出最大功率點，導致系統功率損失。報道了2.5kWp光伏水泵系統的基本構成和典型實地運行數據，并對系統瞬態工作點特性進行了分析討論。 關鍵詞：光伏水泵系統；瞬態工作點；數據分析
1? 引言 ??? 光伏水泵系統是典型的光機電一體化高新技術，為聯合國國際開發署（UNDP）向發展中國家推薦的首選技術。據報道全世界已有數萬臺不同規格的光伏水泵系統投入了運行，且其應用規模在逐年擴大，特別是在亞、非、拉等發展中國家。據報道印度近五年來新安裝的光伏水泵系統約有4000臺套，并計劃再推廣安裝50000臺套。預計到2010年世界上將有50萬套光伏水泵系統投入運行。我國經過十幾年的努力,已成功地研制出2.5kW和5kW光伏水泵系統，并在不同地區相繼投入實地運行。目前這些系統基本上采用恒定電壓跟蹤器(CVT)代替最大功率點跟蹤器(MPPT)。對于全年冬夏溫差較大的地區，由于CVT不能適應太陽電池方陣伏安特性隨光強和溫度的變化，引起系統工作點偏離太陽電池方陣最大功率點，造成系統失配損失。本文介紹2.5kW光伏水泵系統的構成和典型的實地運行試驗數據，并對系統典型的日瞬態工作點特性進行了分析討論。 2? 系統基本構成 ??? 光伏水泵系統主要由太陽電池方陣，逆變控制器，電機和水泵四部分構成。太陽電池方陣由四組并聯組成，每組由18塊35W單晶硅太陽能電池組件串聯組成。單塊組件工作電壓約為17V,工作電流約為2A。每組工作電壓約為306V，工作電流約為2A。方陣總輸出工作電壓約為DC306V，總工作電流約為8A，標稱輸出總功率2500W。 ??? 逆變控制器將太陽電池方陣輸出的直流電逆變為三相交流電，輸入電壓DC300V，額定輸出電壓AC220V，起始工作頻率25Hz。主要由定電壓跟蹤器（CVT），Duck式DC/DC變換器、可控壓控振蕩器(V/f），環形分配器，逆變器的驅動及主電路，為控制電路供電的DC/DC變換器六部分組成。 ??? 三相異步電動機和潛水泵構成潛水電泵總成，變頻運行。電機標稱功率1.5kW，額定工作電壓三相220V。水泵為6英寸5級潛水泵，額定揚程45m。 3? 實地運行數據采集 ??? 太陽電池方陣安裝方位為南偏西10°，傾角30°～55°可調。逆變控制器置于泵站室內陰涼、通風、干燥處。潛水泵置于機井內動態水位以下15m，出水管采用法蘭連接。系統安裝完成后，先檢查太陽電池方陣的輸出電壓，再將四組太陽電池方陣逐一并聯接入逆變控制器，啟動逆變器驅動電機進行運行實驗,采集數據。圖1為現場太陽電池方陣實物照片。 圖1? 光伏水泵系統太陽電池方陣實物照片 ??? 運行數據采集所用儀器儀表為 ??? 1）國產DT9907C型數字萬用表； ??? 2）日產HCL－60數字溫度計； ??? 3）II級標準太陽電池（標準值Isc=159.11mA）。將標準太陽電池固定在太陽電池方陣面上，測定入射到方陣面上瞬時太陽輻射強度。同時測定方陣輸出工作電流，工作電壓，組件溫度和環境溫度。每隔1h采集一次數據，典型日實地運行數據見表1。 表1? 2.5kW光伏水泵系統典型日實地運行數據
4? 數據分析與討論 ??? 由典型日運行數據可以看出,系統瞬時工作電壓基本跟蹤在296V附近,并隨太陽輻射強度和組件溫度的變化而漂移。分析表1的數據發現，當太陽輻射強度為730W/m2，組件溫度50℃，方陣工作電壓296V時，方陣工作電流達6.4A。而當太陽輻射強度為830W/m2，組件溫度58℃，方陣工作電壓298V時，方陣工作電流為6.0A。方陣工作電流隨太陽輻射強度的增加反而減小，反映了系統瞬態工作點偏離了最大功率點。圖2為某典型日太陽輻射強度、方陣工作電壓和工作電流的瞬時變化。由此可進一步看出，在方陣工作電壓基本恒定的情況下，方陣工作電流開始隨太陽輻射強度的增加而線性增加，當達到某一值時隨太陽輻射強度的增加反而下降。當太陽輻射強度減小時，方陣工作電流開始略有增加隨后線性下降。在太陽輻射較強的時段方陣工作電流出現反常現象。這是因為隨組件溫度的升高方陣伏安特性變差，CVT不能適應這種瞬態變化使系統偏離最大功率點，導致功率損失。
圖2? 太陽輻射強度、方陣工作電壓和工作電流的瞬時變化 ???? 圖3為組件溫度隨太陽輻射強度的瞬時變化情況，由此可看出環境溫度基本恒定，組件溫度隨太陽輻射強度的變化近似線性變化，當環境溫度30℃,太陽輻射強度為750W/m2時,組件溫度達60℃，太陽輻射強度和組件溫度的變化導致系統工作點的漂移。圖4為典型日系統瞬態工作點變化情況。綜合分析可知，夏季在太陽輻射較強的時段工作電壓設定在296V偏高，不能使系統有效地工作。
圖3? 組件溫度隨太陽輻射強度的瞬時變化
圖4? 典型日系統瞬態工作點變化情況 5? 結語 ??? 光伏水泵系統采用定電壓跟蹤器(CVT)雖然制作簡單成本較低,但系統瞬態工作點不能適應太陽電池方陣伏安特性隨溫度和光強的瞬態變化。在方陣工作電壓基本恒定的情況下，方陣工作電流隨太陽輻射強度的變化出現反常現象。系統工作點偏離方陣輸出最大功率點，導致系統功率損失。隨著微電子技術和電力電子技術的發展，為使光伏水泵系統發揮應有的作用，從技術上應真正實現最大功率跟蹤(MPPT)，使系統更經濟合理。 |
恒定電壓跟蹤光伏水泵系統瞬態工作點特性分析
- 電壓(114263)
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2021-07-20 07:00:00
基于DSP芯片實現5kw光伏并網發電裝置的設計
和光伏并網發電系統的基本要求，DSP應該完成最大功率點跟蹤控制、獨立供電運行控制、同步鎖相與并網控制、孤島檢測保護控制及相應的其它保護。本章主要根據上述要求給出相應的軟件架構及主要實驗結果。系統的整體
2021-07-21 07:00:00
基于MATLAB的光伏發電研究及其仿真 精選資料分享
》相關文檔資源請在幫幫文庫(www.woc88.com)數億文檔庫存里搜索。1、是最大功率跟蹤(MPPT)的控制。MPPT通過控制調節負載的功率，從而改變光伏電池的輸出電流和輸出電壓，光伏電池始終在受外界環...
2021-07-30 07:15:42
基于MCU的光伏電池特性測試儀的應用方案
，最大功率點跟蹤（MPPT）等方面已經做了很多研究工作。文獻利用光伏電池生產廠商提供的4個電氣參數（Isc，Voc，IM和VM），提出了一個簡化的數學模型，以模擬其在不同光照和溫度下的I-V特性曲線
2020-11-26 07:20:51
基于Simulink的光伏單相并網控制仿真說明
電網，或者直接將產生的全部電能并入電網。 并網拓撲結構 光伏并網系統按結構可分為單級式、雙級式、帶隔離變壓器和不帶隔離變壓器等幾種結構。無論是哪種拓撲，一般都由光伏電池、最大功率跟蹤、逆變器、并網
2023-04-06 15:23:46
基于TMS320LF2407數字信號控制器優化太陽能MPPT控制
的輸出功率則隨著輸出電壓的升高有一個輸出功率最大點。最大功率跟蹤器的作用是在溫度和輻射強度都變化的環境里，通過改變光伏陣列所帶的等效負載，調節光伏陣列的工作點，使光伏陣列工作在輸出功率最大點。圖2光伏電池
2021-07-06 07:30:00
基于TMS320LF2407數字信號控制器優化太陽能MPPT控制
］。光伏陣列的輸出功率則隨著輸出電壓的升高有一個輸出功率最大點。最大功率跟蹤器的作用是在溫度和輻射強度都變化的環境里，通過改變光伏陣列所帶的等效負載，調節光伏陣列的工作點，使光伏陣列工作在輸出功率最大
2021-05-08 07:00:00
基于dsPIC30F2010控制的光伏水泵
，具有重要意義。而光伏水泵技術的核心是專用變頻器的設計，如何設計和太陽電池陣列相匹配，具備太陽電池最大功率點跟蹤及光伏水泵系統特有的各種保護功能的變頻器，是本文重點。
2009-03-10 14:24:55
基于電流直接控制的光伏電池最大功率點跟蹤策略
基于電流直接控制的光伏電池最大功率點跟蹤策略在傳統的光伏系統最大功率點跟蹤（MPPT）策略中，擾動觀測法是檢測系統的輸入電壓電流，計算其輸入功率并使其達到最大。本文在分析了光伏電池特性及數學模型
2009-04-08 08:25:41
太陽能光伏電池仿真模擬電源-逆變器MPPT測試
MPPT的準確度。上位機軟件可編輯多達 100個光伏文件，每個文件支持最大功率點電壓 Vmp、最大功率點 Pmp以及材料屬性參數。用戶還可通過定義開路電壓 Voc、短路電流 Isc、最大功率點電壓
2023-08-16 11:33:11
完成1~2個電氣特性測試的基于LABVIEW軟件編程調試工作；
光伏電池是綠色能源，在電器產品以及工業領域應用很廣。光伏電池特性參數檢測需要進行外觀檢測、機械特性測試以及多種電氣性能檢測，這些檢測工作可以是光伏電池產品的檢測，也可以安排在制造工藝過程中檢測。包括
2017-05-04 10:34:43
影響光伏組件及系統效率的因素
損耗、直流交流部分線纜功率損耗、變壓器功率損耗、跟蹤系統的精度等等。 1)灰塵、雨水遮擋引起的效率降低 大型光伏電站一般都是地處戈壁地區，風沙較大，降水很少，考慮有管理人員人工清理方陣組件頻繁度一般
2016-01-12 17:21:00
微型光伏逆變器設計資料（原理圖、PCB、源代碼）
，分為并網微逆和離網微逆；根據輸出電壓，分為單相微逆和三相微逆。微逆變器技術提出將逆變器直接與單個光伏組件集成，為每個光伏組件單獨配備一個具備交直流轉換功能和最大功率點跟蹤功能的逆變器模塊，將光伏組件發出的電能直接轉換成交流電能供交流負載使用或傳輸到電網。
2019-03-13 15:49:56
想做一個光伏與市電自動切換的電路
光伏120-400V；上電時市電工作檢測光伏電壓當光伏電壓足夠時繼電器吸合，市電斷開光伏電壓工作；當光伏電壓較低時繼電器斷開，市電介入通過同步整流buck給負載工作；考慮到萬一晚上上電，所以繼電器
2023-08-31 20:27:27
戶外光伏組件戶外測試平臺設計
，長期保持設定工作狀態，并實時監測其輸出特性。大量存儲的IV特性曲線及環境參數數據，有助于分析光伏組件戶外實際工作性能。光伏系統設計人員通過對比不同類型組件戶外特性，針對特定工作環境選擇適合的組件
2018-09-30 16:16:37
新能源光伏發電 光伏匯流箱簡介
、光報警指示，使光伏發電系統更加智能化，操作更方便可靠。ALDBPV系列匯流箱，根據光伏發電并網逆變器選型設計要求分為：1-2路、3-4路、5-9路、10-16路光伏串列輸入匯流，并通過智能通訊采集
2014-01-17 09:36:26
深度總結光伏逆變器的工作原理
～1.15倍即可。在逆變器以多個設備為負載時，逆變器容量的選取要考慮幾個用電設備同時工作的可能性，即“負載同時系數”。 (2)應具有較高的電壓穩定性能。在離網型光伏發電系統中均以蓄電池為儲能設備。當標稱
2017-03-24 11:48:09
電動車電機驅動系統的工作點分析
電動系統的穩態工作點分析，工作點即電機轉矩一角速度特性曲線與路面負載特性曲線的交點。這里選取了電機轉矩-角速度平面上3個象限中的4個工作點，分別代表了4種斬波器運行模式，它們是第一象限內加速CCM
2018-10-26 11:06:30
空調系統水泵的運行分析
中央空調節能按第一節概況內容中圖表統計分析，系統負載率在50%以下的時間占全部運行時間的50%以上，滿負荷的機會不多，若采用普通常規的控制系統，中央空調系統的水泵、冷卻塔必須全天運行，能源浪費很大
2021-09-09 06:47:57
簡化光伏系統電路的設計
供電，簡化光伏系統電路的設計，可以避免采用市電或蓄電池供電而引起的建設、維護成本過高問題，提升光伏發電系統綜合效益。該產品具有的多重保護功能，在電源模塊或者外部電路工作異常時，進一步提升電源及其負載
2021-11-16 08:29:37
能從室內照明收集能量的專用集成電路和光伏電池
給定的照明水平，光伏電池具有一個特性的功率曲線，在一個特定的電池電壓的操作水平，達到其最大。如果電池電壓可以上升或下降明顯，最大功率點（MPP），電池輸出功率下降。此外，如果光照水平達到光伏電池變化
2016-03-01 11:12:36
輕松讀懂光伏逆變器技術參數
廠商將產品的輸出功率因數定為0.8左右。但是光伏并網逆變器在整個電力系統的作用比較特殊。功率因數對光伏并網逆變器的意義，就又發生改變了。光伏并網逆變器在工作時，輸出的電壓必然被電網電壓拖住，電網電壓就是
2017-05-03 23:13:38
鎖相環動態頻相跟蹤特性分析
在分析鎖相環工作原理的基礎上，利用傳遞函數法建立了鎖相環跟蹤誤差的二階等效模型，并對鎖相環的動態頻相跟蹤特性進行了理論分析．利用ＭＡＴＬＡＢ構建了鎖相環的仿真
2010-03-01 18:14:11
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瞬態電壓抑制器TVS的特性及應用
瞬態電壓抑制器TVS的特性及應用
瞬態電壓抑制器（Transient Voltage Suppressor）簡稱TVS，是一種二極管形式的高效能保護器件，有的文獻上也為TVP、AJTVS
2010-01-16 09:50:06
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1605基于恒定電壓優化的光伏系統MPPT控制方法
針對恒定電壓法在最大功率跟蹤過程中所出現的精度差、受環境影響大等缺點，本文提出了一種基于優化電壓的變電壓最大功率跟蹤算法，并給出實現方案。對于分布式光伏系統該方法
2013-06-25 17:13:4184
84光伏水泵群控系統功率跟蹤
光伏水泵技術作為光伏領域最有發展前景的技術之一，一直以來都是研究的熱點，如何提高光伏水泵系統光電轉化效率，也一直是光伏領域研究的重點。 要提高光伏水泵群控系統光電轉化的效率，就必須保證在任
2018-03-20 18:20:570
0瞬態抑制二極管導電特性及選用方法分析
瞬態抑制二極管導電特性及選用方法分析? 瞬態抑制二極管是一種用于電路保護的二極管，它具有快速響應和高度可靠的抑制瞬態電壓的能力。在本文中，我們將探討瞬態抑制二極管的導電特性以及其選擇方法。 瞬態抑制
2024-01-03 11:09:51216
216太陽能光伏發電跟蹤系統
幾十萬只產品應用在世界各地的光伏跟蹤系統中， 公司前后開發了幾十種型號，以滿足不同國家的客戶， 具體型號如下：ZCT260AL-485-5VZCT1360J-NAQ
2021-12-16 16:00:03
工商網監
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