光伏发电系统控制器的基本工作原理

光伏发电系统控制器的基本⼯作原理太阳能电池的输出特性曲线如图1所⽰，太阳能电池的伏安特性具有很强的⾮线性，即当⽇照强度改变时，其开路电压不会有太⼤的改变，但所产⽣的最⼤电流会有相当⼤的变化，所以其输出功率与最⼤功率点会随之改变。然⽽当光强度⼀定时，太阳能电池输出的电流⼀定，可以认为是恒流源。因此，必须研究和设计性能优良的太阳能光伏发电控制器，才能更有效地利⽤太阳能。 在离⽹太阳能光伏发电系统中，太阳能电池将吸收的光能转换成的电能是通过充放电控制器对蓄电池进⾏充电的，同时供给负载⽤电。充放电控制器的功能主要有两个，⼀是对蓄电池的充放电保护，以避免蓄电池有过充或过放的情形发⽣，⽽蓄电池的任务则是贮能，以便在夜间或阴⾬天供给负载⽤电；另⼀是提供稳定的直流电压源给逆变器或直流负载使⽤。光伏控制器应具有的主要功能有：①⾼压（HVD）断开和恢复功能。控制器应具有输⼊⾼压断开和恢复连接功能。②⽋压（LVG）告警断开和恢复功能。当蓄电池电压降到⽋压设定值时发出声光告警信号，并停⽌蓄电池向负载供电，当蓄电池电压恢复到⽋压设定值以上时，恢复蓄电池向负载供电。 ③保护功能。控制器应具有负载短路保护电路；控制器内部短路保护电路；蓄电池通过太阳能电池组件反向放电保护电路；负载、太阳能电池组件或蓄电池极性反接保护电路；在多雷电区防⽌由于雷击引起的击穿保护电路。⑤温度补偿功能。当蓄电池温度低于25℃时，蓄电池应要求较⾼的充电电压，以便完成充电过程。相反，⾼于该温度蓄电池要求充电电压较低。通常铅酸蓄电池的温度补赏系数为45mv/oC。 2并联型充放电控制器并联型充放电控制器框图如图2所⽰，在并联型充放电控制器充电回路中，开关器件T1是并联在太阳能电池⽅阵的输出端，当蓄电池电压⼤于“充满切离电压”时，开关器件T1导通，同时⼆极管D1截⽌，则太阳能电池⽅阵的输出电流直接通过T1短路泄放，不再对蓄电池进⾏充电，从⽽保证蓄电池不会出现过充电，起到“过充电保护”作⽤。D1为防“反充电⼆极管”，只有当太阳能电池⽅阵输出电压⼤于蓄电池电压时，D1才能导通，反之D1截⽌，从⽽保证夜晚或阴⾬天⽓时不会出现蓄电池向太阳能电池⽅阵反向充电，起到“放反向充电保护”作⽤。 开关器件T2为蓄电池放电开关，当负载电流⼤于额定电流出现过载或负载短路时，T2关断，起到“输出过载保护”和“输出短路保护”作⽤。同时，当蓄电池电压⼩于“过放电压”时，T2也关断，起到“过放电保护”的作⽤。D2为“防反接⼆极管”，当蓄电池极性接反时，D2导通使蓄电池通过D2短路放电，产⽣很⼤电流可快速将熔断器的熔体熔断，起到“防蓄电池反接保护”作⽤。检测控制电路随时对蓄电池电压进⾏检测，当电压⼤于“充满切离电压”时使T1导通进⾏“过充电保护”；当电压⼩于“过放电压”时使T2关断进⾏“过放电保护”。 3.串联型充放电控制器串联型充放电控制器框图如图3所⽰，串联型充放电控制器和并联型充放电控制器电路结构相似，唯⼀区别在于开关器件T1的接法不同，并联型T1并联在太阳能电池⽅阵输出端，⽽串联型T1是串联在充电回路中。当蓄电池电压⼤于“充满切离电压”时，T1关断，使太阳能电池不再对蓄电池进⾏充电，起到“过充电保护”作⽤。