光伏发电技术现状与进展.doc

光伏发电技术：现状与进展.txt我爸说过的最让我感动的一句话：“孩子，好好学习吧，爸以前玩麻将都玩儿10块的，现在为了供你念书，改玩儿1块的了。” 本文由jeff_jane贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 光伏发电技术：现状与进展 曾君 1,2，吴捷 1,2，刘俊峰 3, 陈渊睿 1,2 1.华南理工大学电力学院 广东广州 510640 2.广东省绿色能源技术重点实验室 广东广州 510640 3.香港理工大学电机工程系电力电子研究中心 香港 红勘 摘要：本文对光伏发电系统中的主要问题进行了全面的评述和研究。首先阐述光伏电池的发展现状和趋势，详细介绍了各种 光伏电池的转换效率以及优缺点。然后综述了系统平衡部件（Balance of System, BOS ）各部分的发展情况，综合了大量的 MPPT 技术、孤岛效应的预防和逆变技术等关键部分的研究情况，并进行了对比研究和深入分析。最后，阐述了未来光伏发 电系统的主要发展方向和趋势，介绍了我国光伏事业的发展现状。 关键词：光伏发电系统，光伏电池，系统平衡部件，最大功率跟踪、孤岛效应、逆变控制 中图分类号：TK513.4 文献标识码：A 0 引言? 能源是经济和社会发展的重要基础。在面临严 峻的能源和生态危机的形势下，可再生能源的研究 和发展成为各国所共同关注的重要议题。尤其是大 规模集中式电网在灾难和特殊事件下暴露出来的脆 弱，也使得面向可再生能源的分布式发电系统得到 迅速发展。20世纪80年代以来，美国、德国、日本、 加拿大和荷兰等国纷纷制订了可再生能源的中长期 发展规划，大力推动可再生能源的发展[1]。我国在 2006年颁布了《可再生能源法》[2]，继而又在2007 年颁布了《可再生能源中长期发展规划》[3]，对推 动我国可再生能源的发展具有非常重要的作用和意 义。太阳能作为分散式能源的一种，不仅资源丰富、 取之不竭，且不受地域限制，清洁而无任何污染， 被认为是最具有发展潜力的战略替代能源。近10年 来，全球太阳能电池产量年均增长率达到了33%， 2004 年的世界太阳能电池产量超过1200 MW， 2005 年达到1818 MW， 2006 年达到2536 MW， 年增长率 [1] 分别达到61.2％、51.5%和40% 。2007年全球太阳 能电池产量达到3500MW[4]。按照我国《可再生能源 发展计划》 ，到2010 年，太阳能发电总容量达到30 万千万，到2020 年达到180 万千瓦，发展前景辉煌 [3] 。由此可见，光伏发电(photovoltaic, PV)必然是未 来最主要的替代能源。 光伏发电系统是由光伏电池组、控制器、能量 储存设备及变换环节构成的发电与电能变换系统， 可以并网或者就近独立系统供电，形成并网光伏发 基金项目：国家自然科学基金重点项目（No,? 国家 863 计划 （No.2007AA05Z244） ，中国博士后科学基金（No.20080430835）? 作者简介：曾君（1979‐） ，博士，华南理工大学电力学院新能源研究中 心博士后，主要从事分散式可再生能源发电系统控制技术研究；吴捷， （1937‐） ，教授，博导，华南理工大学电力学院新能源中心主任，主要 从事可再生能源中发电系统中控制与电力电子技术研究。 电系统或者独立光伏发电系统。对于并网光伏发电 系统，还可进一步分为可调度式并网系统（配备少 量蓄电池） 和不可调度式并网系统 （不配备蓄电池） 。 结构示意图如图1所示。 ? 直流负载? DC/DC? 变换器 DC/AC? 逆变器? ? 电网 交流 负载 蓄电 池组 PV 方阵? ? ? 控制系统? 图 1 光伏发电系统示意图 Fig.1 System Configuration of PV System 本文以可调度式并网系统为对象，对光伏系统 的主要问题进行讨论。文献[5]提出光伏系统由光伏 电池板 （PV Module） 和系统平衡元部件 （Balance of System, BOS） 组成[5]。 其中BOS主要包括阵列结构、 输入跟踪系统、连接器件、过流保护设备、逆变器、 充电控制、输出最大功率跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT） 、储能设备和系统控制。本文 将按此分类，对光伏发电技术进行综述性研究。文 章第二部分主要阐述光伏电池的发展现状和趋势， 介绍主要电池种类的转换效率以及优缺点。第三部 分综述BOS各部分的发展情况，主要涉及MPPT技 术、孤岛效应的预防和逆变技术等关键部分的研究 情况。第四部