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156电子技术 独立型光伏发电系统系统结构如图 1 所示，主要有太阳电池组件(方阵)、控制器、储能蓄电池(组)、直流 / 交流逆变器等部分组成。光伏阵列发出的直流电通过器将其逆变为交流电供给负载，蓄电池将光伏阵列在白天发出的电能存储起来，并在夜间和阴雨天给负载供电。 浅谈基于 MATLAB 的单相独立光伏逆变电源电路仿真设计 魏显文 (武威职业学院 , 甘肃 武威 733000) 摘 要：本文首先介绍了独立型光伏发电系统结构，阐述了独立光伏发电系统对逆变电源的要求，并根据此逆变结构设计了单相光伏逆变电源主电路。其中DC/DC变流电路中采用了直流升降压电路(BUCK-BOOST)，DC/AC逆变电路采用了单相全桥逆变电路，并用MATLAB软件进行的仿真。 关键词：光伏发电系统 ;DC/DC 仿真 ;DC/AC 仿真 DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.142 图 1 独立型光伏发电系统 图 2 直流升降压斩波电路仿真模型 图 3 直流升降压斩波电路仿真波形 1 独立型光伏发电系统构成 1.1 光伏电池组 光伏电池板又称太阳能电池板 Solar panel，是由若干个太阳能电池组件按一定方式组装在一块板上的组装件，通常作为光伏方阵的一个单元。通常做法是把片单体多晶硅电池串联在一起。在实际应用时，根据负载要求，自由组合组件达到输出功率的条件。 1.2 蓄电池组 蓄电池组是用电气方式连接起来的用作能源的两个或者多个单体蓄电池。白天太阳光照射到太阳能组件上，使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压，把光能转换为电能，再传送给智能控制器，经过智能控制器的过充保护，将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存。 1.3 控制器 蓄电池充放电过程需要控制器来调节。光伏控制器是用于太阳能发电系统中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。 1.4 逆变器 逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要用于把直流电力转换成交流电，一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压；逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。 2 独立光伏发电系统逆变电源的要求 要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳能电池，提高系统效率，必须设法提高逆变电源的效率。 要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变电源具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变电源具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热，过载保护等。同时，逆变 电源的输出应为失真度较小的正弦波。 3 单相独立型光伏发电系统逆变电源主电路仿真 3.1 DC/DC 变流电路仿真 直流升降压斩波电路仿真模型如图2所示，直流电源电压为100V，负载为带有电容滤波的电阻负载，电阻为2Ω ，滤波电容为1000μF 。开关采用IGBT，驱动信号由“Pulse Generator”环节产生，驱动信号频率为 1000Hz，占空比为 50%。此时电路的仿真波形为图 3 所示。 三幅波形中波形依次为驱动信号、负载电流、负载电压，此时电路已接近稳态。 3.2 DC/AC 逆变电路仿真 单相全桥逆变电路仿真模型如图4所示，直流电源电压为100V，负载为电阻电感负载，电阻为1Ω，电感为0.01H，开关采用 MOSFET，逆变器工作频率为 50Hz，驱动信号由两个
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