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更新時(shí)間：2025.05.17
直流模塊式建筑集成光伏系統(tǒng)的拓?fù)溲芯? src=

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在建筑集成光伏(building integrated photovoltaic,BIPV)系統(tǒng)中,光伏組件作為具有發(fā)電能力的表面建筑材料,通常有不同的安裝方向和角度,且易受到周圍建筑物等形成的局部陰影影響,而采用常規(guī)的集中式、串式和多串式技術(shù)的電氣結(jié)構(gòu)由于系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤(maximum power point tracking,MPPT)以光伏組件串或陣列為單位,難于獲得高的能量變換效率,甚至可能形成熱斑,導(dǎo)致光伏組件的不可逆損壞。為了解決上述問題,該文提出了一種直流模塊式BIPV,該系統(tǒng)以將光伏組件、具有MPPT功能的高增益DC-DC變換器和表面建筑材料集成為一體的光伏直流建筑模塊為核心,降低了系統(tǒng)成本,且每個(gè)光伏組件具有獨(dú)立的MPPT,增強(qiáng)了系統(tǒng)抗陰影能力。論述了光伏直流建筑模塊其拓?fù)湓O(shè)計(jì)的原則,比較分析了一族候選拓?fù)涞男阅?選擇了一種適合的有源箝位型電流饋入的半橋變換拓?fù)渥鰹楣夥绷鹘ㄖK中的集成DC-DC變換器,構(gòu)建了直流模塊式系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)原型,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。

直流模塊式建筑集成光伏系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制

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直流模塊式建筑集成光伏(building integrated photo-voltaic,BIPV)系統(tǒng)由大量并聯(lián)于直流母線的光伏直流建筑模塊和集中逆變模塊構(gòu)成,具有能量轉(zhuǎn)化效率高、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性好等優(yōu)勢(shì),適合于建筑集成應(yīng)用。然而在直流模塊式BIPV系統(tǒng)中,每個(gè)光伏直流建筑模塊的輸出能量隨著光照、溫度等因素變化,具有較強(qiáng)的隨機(jī)性,同時(shí)大量光伏直流建筑模塊的并聯(lián)進(jìn)一步增加了系統(tǒng)內(nèi)部能量流的復(fù)雜性,因此需要協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中大量的光伏直流建筑模塊和集中逆變模塊,保證系統(tǒng)能量平衡和穩(wěn)定運(yùn)行。該文首先分析了直流模塊式BIPV系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的原理,提出一種基于直流母線電壓恒定的協(xié)調(diào)控制策略;建立適用于系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制器分析和設(shè)計(jì)的精確動(dòng)態(tài)模型,給出一種系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制器的設(shè)計(jì)方法;并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出的協(xié)調(diào)控制策略的有效性。

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