马俊峰
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摘要：随着现在环境逐渐变化，能源的缺少，太阳能光伏发电也逐渐走到人们的视野之中，现在人们对于太阳能独立光伏发电系统的能量管理是非常重视的。而这个系统主要是由太阳能电池、蓄电池、单向DC-DC变换器和双向DC-DC变换器造成，主要是太阳能电池能够提供稳定的负载能量，同时还能够在能量不足或者是多余的时候通过蓄电池的作用来进行相应的调节。
关键字：独立；光伏；发电系统；能量管理；管理控制；策略
1、前言
现在国家对于能源这一方面投入了大量的人力物力和财力，主要是因为现在的经济发展消耗了大量的能源，所以导致现在的能源危机和环境污染，近年来世界各国对于能源的开发一直没有停下脚步，但是所获的却非常的少。其中太阳能光伏发电系统被人们寄予厚望，因为它能能够缓解目前的能源危机和环境污染的情况。他主要是有两个运行的方式，分别是独立的运行和并网运行，而对立的运行方式能够对偏远的山区和无电网的地区解决用电危机的情况，而且独立的运行方式还能够使用蓄电池的能力。在能量充足的时候将多余的能量存储在蓄电池之中，当能量比较少的时候就讲蓄电池中的能量调出来进行使用，这样就能够满足当前的能源使用。再者就是现在的太阳能电池的输出功率主要是受现在的太阳光强和环境的温度变化而影响的，所以在使用独立运行的光伏发电系统的时候就需要配备专门的储蓄电池，这样就能够满足偏远地区的能量需求。
2、独立光伏发电系统中的组成部分介绍
前面提到了独立光伏发电系统中的组成部分，在这个组成当中有两个比较特殊，就是单向的DC-DC变换器和双向DC-DC变换器，而这两个变换器有很多的特点，而这些特点就让整个独立光伏发电系统中的结构变得非常的简单。首先就是单向DC-DC变换器和双向DC-DC变换器能够让整个系统的结构变得非常的简单，而且将这种变换器放到相关的系统当中，蓄电池在充放电的时候还能够共用一个双向的变换器，这样就能够减轻整个系统的重量。而且双向变换器还能够对蓄电池的充放电进行相应的控制，这样也能够更好的保护蓄电池不受到损坏。其次就是独立光伏发电系统因为有了蓄电池的引入，整个系统之中就不会出现能量不足的现象，因为蓄电池能够为整个系统提供电能，如果系统不能通过太阳能来获得充足的能源，那么蓄电池就能够放电来提供所缺少的能量，这样太阳能电池的功率等级就不用太高，只需要是按照系统额定的功率来进行配置就可以，这样对于整个系统的成本而言就节省了很多。最后就是能够根据系统的不同工作模式来对这两个变换器进行更换，这样的方法能够有效的实现系统能量的流动管理，同时也不会让同一个变换器高负荷的工作，保护了相关的零部件。其实现在对于独立光伏发电系统主要是需要一种能量管理的控制策略，而且现在的系统主要是根据太阳能电池和蓄电池的整个工作的状态来进行相应的调节，尤其是两个变换器之间的协调的工作，这样才能够更好的保证供电系统的正常运行。
3、独立光伏发电系统的工作模式与能量流动的方式
前面对于整个系统中的两种变换器进行了简单的介绍，正是因为这两种变换器的存在，让整个系统的结构变得更加的简单，同时也满足现在对于能量的需求。
其实在整个系统之中还是有很多种的工作模式和能量流动的方式，而想要实现工作模式的转变那么就需要两种变换器。整个系统主要是采用DC-AC逆变器接交流负载，通过DC-DC接直流负载，但是如果直流母线电压与负载所需要的电压是相匹配的话，那么就可以直接外接直流负载，这么一分析，这个系统就可以选择直流母线直接外接直流电阻负载。其实整个系统有五种工作模式，而这五种工作模式有着不同的能量输出情况。
其独立光伏发电系统的工作模式之一就是在整个系统正常运行的时候，这个时候的系统中的单向变换器工作的功率达到最大，同时双向变换器的工作模式处于Boost模式，从而控制双向变换器的高压侧的电压和反向电感电流，这时的工作模式主要是给直流母线提供比较稳定的电压。而且如果说在进行正常运行的过程当中如果出现太阳能电池不能够够提供足够的能量，那么蓄电池就能够将自身的能量进行反向的供给，这样在进行正常工作的时候就能够更加的方便和顺畅。
工作模式二就是在工作模式一的前提下，让蓄电池的电量一直充，直到过充电压，也就是56v，这样的话蓄电池里的能量就是满的。而在这个工作模式之下，双向变换器也会发生一些变化，主要是从Boost模式转变为Buck模式，这个模式这下主要是为双向变换器低压侧的电压和电感电流给对应的蓄电池进行充电，这样能够快速的完成蓄电池的充电。除了双向变换器还有就是单向变换器也是需要从MPPT模式转变为恒压模式，这样就能够更加稳定的给直流母线提供稳定的电压。
工作模式三就是属于比较特殊的一种情况了，因为这种情况只会是出现在晚上或者是阴雨天的时候，这个时候太阳能不能正常的工作，太阳能电池阵列没有能量输出，而这个时候单向变换器不能工作，而双向变换器的工作模式就是在Boost模式，这个时候控制的是双向变换器高压侧电压和反向电感电流，单独提供能量给负载。
工作模式四就是在模式三的前提下，如果是阴雨天很长，那么蓄电池是连续进行工作，所蓄电池会出现长时间的放电状态，而长时间的工作状态让相关部件会长时间的工作，而且这个时候蓄电池放电电压达到其过放电压（44v）时，这时是为了保护相关蓄电池，双向变换器不能继续的工作，不然会对蓄电池造成很大的损伤，所以这个时候双向变换器必须要处于关断状态。
工作模式物，就是在工作模式一中出现了故障，或者是出现了其他的情况，当蓄电池长时间的放电，连续放电之后导致蓄电池达到过放电压而最终导致不能继续放电，而这个时候的太阳能不能正常的使用，没有足够的能量进行提供。
4、结束语
现在对于太阳能是使用还是很多情况的，所以现在对于独立光伏发电系统能量的管理控制策略，而在整个系统之中核心的部门就是太阳能电池和蓄电池的整个工作的状态，在不同的工作模式之下，零部件的工作模式也是不同的。
参考文献
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