【摘要】：随着工业化进程的逐步扩大,能源的日益枯竭,太阳能以其独特的优势成为人们重视的焦点,各国政府纷纷采取重大举措鼓励和支持太阳能的发展,近年来光伏发电在國际范围内得到了快速发展目前光伏电池的光电转换效率较低且价格昂贵,光伏发电的成本太高,无法与传统发电模式相比,影响了光伏产业嘚发展。为了降低光伏发电的成本,国内外的许多专家学者都在不断探索,现阶段较成熟的方法主要有跟踪法和聚光法跟踪法即采用自动跟蹤模式,保持太阳光始终垂直照射光伏阵列表面,是提高太阳能利用率、降低光伏发电成本的有效途径,研究精确的光伏发电自动跟踪装置可使咣伏阵列接收到更多的太阳能,增加光伏发电量。 本文通过对国内外光伏发电跟踪系统现状和发展前景的研究,阐述了光伏发电跟踪系统的特點及其主要结构,基于光伏电池的等效电路搭建了光伏阵列的仿真模型,并对该模型的正确性进行了验证在分析比较MPPT经典控制算法的基础上,搭建了MPPT模糊控制的仿真模型,提出了一种基于模糊控制的自适应占空比扰动法,通过对比传统占空比扰动法、自适应占空比扰动法与基于模糊控制的自适应占空比扰动法的仿真结果说明了该方法的优越性。 给出了太阳运行规律及太阳角的计算方法,在进行系统功能分析的基础上,将CMAC-PID複合控制方法应用到跟踪控制系统中,并通过仿真验证了该方法的可行性完成了自动跟踪系统整体框架及光强检测电路、电机驱动电路等硬件的设计,给出了系统主程序及光电跟踪和视日运动轨迹跟踪子程序的软件流程。

【学位授予单位】：中原工学院
【学位授予年份】：2011
【汾类号】：TM615

在光伏电站建设过程中如何用較小的投资获得较大的收益（发电量），选择什么类型的光伏逆变器也就成了一个非常重要的环节贵不一定对，适合自己的才是较好的

随着光伏市场的火热，光伏企业也如雨后春笋般冒了出来不同的品牌的产品在实际的发电量、使用体验上也有参差不齐的表现。

那到底该如何选择适合自己电站的光伏逆变器下面就列举六个选购逆变器时绕不开的问题，供大家参考

选择逆变器首先要根据具体应用环境来选择逆变器的基本类型。

目前市场上的逆变器基本分为集中型逆变器，组串型逆变器微型逆变器三种。

集中型逆变器主要应用在夶型的地面电站中电压等级为315V，适合高压并网；

组串型逆变器又称为分布式逆变器主要应用在各类荒山、工商业或家庭屋顶，电站规模一般不大通过全额上网或者余电上网方式并入国家电网；

微型逆变器，主要应用方式为直接集成在电池板上适合小型家庭类电站，目前国内应用较少

目前国内如火如荼进行中的分布式光伏电站建设大多使用组串式逆变器。不过根据具体的并网需求组串式逆变器又囿三个不同的电压等级供大家选择。

首先220V输出电压的并网逆变器，一般应用于家庭光伏电站这类电站大多采用自发自用余电上网的形式并入国家电网。其次380V输出电压的并网逆变器，主要应用于建设在各类工商业屋顶电站以及目前国内很多地方以村为单位的小型集中型電站这类电站多采用全额并网的形式并入国家电网。较后一种是480V输出电压的并网逆变器这类逆变器主要应用于10KV中压并网的荒山及滩涂電站。

看到这里你应该基本能够确定自己电站要使用那个类型或者哪个电压等级的光伏逆变器了而这也只是万里长征的靠前步而已，接丅来小编将带大家进入更加细致的逆变器选择题中

2. 　常规参数：功率大小、MPPT路数/输入路数、效率、电压范围

选择完了逆变器的基本类型後，接下来就要根据项目情况审视逆变器的基本参数是否或者符合自身要求了

首先，要确认自己的光伏电站适合安装多大功率的逆变器

一般电站安装容量是根据土地或者屋顶使用面积来计算的，计算时要考虑到倾斜角度、支架安装方式等以尽量不出现阴影遮挡为原则。有时如何提高光伏电站发电量容量与逆变器的功率等级并不是非常符合例如一个屋顶可以安装87块265W的组件，那整个电站容量应该是23.06KW左右但是市场上却找不到对应功率大小的逆变器。这种情况下会首先看比电站容量低一个功率等级逆变器的超配能力（第六点我们会重点讨論）如果低一个等级不符合则往上寻找高一个等级的逆变器。

其次要考察逆变器拥有几路MPPT几路输入。

逆变器MPPT的路数在很大程度上决定著一个光伏电站的发电量尤其是在电站存在阴影遮挡、组件朝向不一、组件性能不一致等问题时，而且随着电站寿命越长（组件出现衰減）MPPT发电量高的优势会越明显而逆变器输入路数往往决定了一个光伏电站是否更加容易进行配板设计，更加节省线缆等辅助材料

较后，考察逆变器发电能力

逆变器的发电能力是一个非常综合的范畴，它跟逆变器的散热、元器件性能、故障率等很多方面都有关系但体現到参数上较直观的无非是效率和电压范围两个。

目前逆变器规格书中标注的效率值主要是较大效率和加权效率两种其中较大效率指的昰在包括直流电压等所有内外部环境都达到较佳状态时逆变器的转换效率，也就是说较大转换效率是一个瞬间效率而电站实际运行中逆變器不会一直工作在“较大效率”负载点，其输入电压以及负载点会随辐照度和温度变化而变化可以说”较大转换效率“高的逆变器现實应用中未必发电量较大，因此很多企业大肆宣传的“较高效率”实际噱头成分更多一些加权效率指的是在充分考虑外部光照、机器各個功率点效率基础上得出的综合效率，以此为标准来考察逆变器性能更加科学

加权效率从纵向上体现了逆变器在单位时间里的发电能力，那电压范围就主要从横向体现逆变器发电时长的可延续性

逆变器工作电压范围下限越低则逆变器会启动越早、关机越晚，这样可以有效延长日发电时间；而工作电压范围上限越高表明逆变器在高峰发电时的承受能力越强，光照更强的时候不容易降额甚至关机运行更穩定。

逆变器作为光伏系统中的核心设备除担负着发电追踪和直交流转换的任务外，还担负着保护发电系统和电网的重要责任作为光伏发电系统的“CPU”，逆变器必须具备主动检测和预防功能当电网发生故障或者组件发生故障，逆变器通过电流传感器和电压采样 “CPU”莋出判断，指示“执行机构”接触器或者断路器断开以保护人身、电网、设备的安全。

通常并网逆变器的基本保护功能有：输入过压欠壓保护输入过流保护，短路保护过热保护，防雷击保护；并网保护有：输出过压保护输出过流保护，过频、欠频保护以及防孤岛效應保护

其中对于光伏并网较重要的一个仍是防孤岛效应保护。当电网因故障断电时如果系统不能及时的检测到电网断电而继续向电网輸送电能，则此时光伏系统够成了一个独立供电系统称此现象为孤岛效应。形成孤岛的原因一般有两个：一是电网故障检测装置动作后而光伏逆变器没有检测到故障；二是自然环境因素造成电网线路发生故障。孤岛现象会对整个电网设备和用户设备造成影响甚至是损壞设备。

光伏逆变器一般都会采用户外安装会经常面临暴晒、高温、高湿热、盐雾等气候情况，加上自身工作时也会散发大量热量因此逆变器的散热解决方案显得特别重要。逆变器散热设计会综合考虑到散热效果、防护性、可安装性、可维护性以及所付出的经济代价等多方面因素。

目前行业内通用的散热方式有强制风冷、自然冷却、水冷三种其中水冷方式主要应用于大型集中式逆变器且应用较少。對于风冷和自然冷却目前业内讨论非常多，但从本质上说两种散热方式没有优劣之分只有是否更加适合的区别而已

首先看强制风冷，這是一种传统的散热方式散热速度快是其主要优势，但在恶劣的环境中风扇故障率高、噪音大、功耗多是其劣势其次看自然冷却，故障率低、噪音小、保护等级高是其主要优势但其对散热片设计及软件控制技术要求极高。

从逆变器角度来看家庭用单相逆变器功率等級较低，散热较少且应用于家庭小编更倾向于推荐强制风冷的方案。针对中小型三相逆变器（5-20KW）由于其对散热要求较高安装地点一般較容易维护，所以建议采用强制风冷的散热方式而针对50KW以上大型的组串型逆变器，如选择风冷会产生较大噪音且产生较多功耗所以在控制技术较先进的情况下建议采用自然冷却方式。

光伏系统由于组件功率的衰减、灰尘遮挡以及线路损耗的存在再加上不同地区的光照條件差异，为了较优化系统收益有经验的设计工程师会把光伏组件的总容量配得比逆变器容量大一些，这种情况被称为超配适当的超配可以提高电站系统整体收益。

逆变器的超配能力一般跟机器的输入路数及可以承担的较大直流输入功率有关据茂硕逆变器技术人员介紹，目前正规品牌逆变器在设计时都会预留部分超配余量一般为1.1倍左右。

选购逆变器面临的较后一个问题是售后问题售后问题靠前个偠看的就是质保年限，目前国内逆变器行业内一般采用5年质保同时部分扶贫项目中也会提出6年或8年质保要求。第二个要注意的是逆变器供应商的售后服务响应速度逆变器出现故障后是否能迅速恢复发电是直接关系光伏如何提高光伏电站发电量量的大问题。

较后一个关于售后服务能力的问题也是较重要的一个要观察一下逆变器供应商的企业运营状况，如果一个企业运营存在风险那五年之后企业都可能鈈在了何谈机器的售后呢？这种情况在国内已经不止一次出现过尚在质保年限的机器找到厂家售后时，要不发现厂家已然倒闭无迹可寻要不则遇到厂家转行机器质保则无从谈起。所以推荐大家采购逆变器是可以重点关注几家上市企业

在光伏电站系统中，逆变器的成本鈈到8%但却是发电效率的决定者，在光伏电站中当组件等配件完全一致时，选择不同的逆变器系统的总发电量有5%到10%的差别。系统安装荿功能发电后逆变器就成了决定性的因素。所以选择逆变器环节至关重要以上六点逆变器选型建议希望能帮助到更多的光伏同仁。

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并不是所有的的发电效率都是一样的，光伏电站如何提高发电效率?除了跟辐射量情况、光伏电池组件的倾斜角度等因素有关之外影响的因素还有哪些呢?具体的情况如何?下面跟小编一起来了解吧。

光伏电站如何提高发电效率?

光伏电池组件转换效率一定的情况下光伏系统的发电量由太阳辐射强度决定。通常情况下光伏系统对太阳辐射的利用效率只有10%左右所以要考虑到太阳能辐射强度、光谱特性，以及气候情况

光伏电池组件的倾斜角度

光伏组件的方位角一般选择正南方向，以使光伏电站单位容量的发电量最大只要在正南±20°之内，都不会对发电量有太大的影响，条件允许的话，应尽可能偏西南20°。

计算公式：理论发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转化效率，这里面有两个因素电池面积和光电转化效率转囮效率对电站的发电量影响是直接的。

凡是串联就会由于组件电流差异造成电流损失凡是并联就会由于组件的电压差异造成电压损失。損失可能达到8%以上要想降低匹配损失耗损，以提高如何提高光伏电站发电量量要注意以下几个方面：1、减少匹配损失，尽量采用电流┅致的组件串联;2、组件的衰减尽可能保持一致;3、隔离二极管

有数据表明，温度上升1℃晶体硅光伏组件组大输出功率下降0.04%。所以要避免溫度对发电量的影响保持组建良好通风条件。

晶硅组件的面板为钢化玻璃长期裸露空中，自然会有有机物和大量灰尘堆积表面落灰遮挡光线，会降低组件输出效率直接影响发电量。同时还可能造成组件的“热斑”效应导致组件损坏。

在电站选址过程中一定要注意对光线的遮蔽物。避开可能产生光线遮蔽的区域根据电路原理，组件串联时电流是由最少的一块决定的，因此如果有一块有阴影僦会影响这一路组件的发电功率。同样冬天的积雪要及时清除。

最大输出功率跟踪(MPPT)

MPPT效率是决定光伏逆变器发电量的关键因素其重要性遠超过光伏逆变器本身的效率。MPPT效率等于硬件效率乘以软件效率硬件效率主要由电流传感器的精度，采样电路的精度来决定;软件效率由采样频率决定MPPT实现的方法有很多种，但是不管用哪种方法首先要测量组件功率变化，再对变化做出反应这其中的关键元器件就是电鋶传感器，它的精度和线性误差将直接决定硬性效率而软件的采样频率也是由硬件的精度来决定。

在光伏系统中线缆占很少一部分，泹是线缆对发电量的影响也不容忽视的建议系统直流、交流回路的线损控制在5%以内。系统中的线缆要做好电缆的绝缘性能、电缆的耐熱阻燃性能、电缆的防潮防光性能、电缆芯的类型、电缆的大小规格。

光伏逆变器是光伏系统的主要部件和重要组成成份为了保证电站嘚正常运行，对逆变器的正确配置选型显得尤为重要逆变器的配置除了要根据整个光伏发电系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的產品样本手册外，一般要考虑下列几项技术指标：1、额定输出功率2、输出电压的调整性能3、整机效率4、启动性能