光伏电站设计中的关键问题 系统优化设计

正在光伏系统设计中,光伏阵列最佳倾角的计算、光伏组件串的串联数确定等是衡量一个光伏系统的关键要素。系统方案设计的是否合理直接关系着投资的光伏项目的经济性,而太阳能辐射数据及温度是系统方案设计的关键输入要素。以下基于WRF模式的输出结果就上述两个方面进行光伏系统方案的优化设计研究。(1)光伏阵列最佳倾角     

交互式输电网检修计划多目标决策方法

检修计划优化问题本质上是一个带有决策偏好的多目标多约束优化问题,目前主要研究方向集中在单目标优化领域,无法满足决策者对优化目标多元化的实际需求.建立了以检修成本费用最低和期望缺供电量最小为目标的输电网检修计划多目标优化模型,并提出一种交互式多目标决策方法进行求解.该方法以目标满意度和目标贴近度为基础构造交互式决策模型,将多目标优化模型分解为3个单目标决策模型进行交互求解,通过决策者对各单项目标满意度和目标总体贴近度的不断调整来体现其主观愿望,避免了人为确定目标权重的任意性,便于实际操作应用.通过IEEE RTS-79节点系统的仿真验证了文中所建模型和交互式多目标决策方法的有效性.     

区域性非独立光伏方阵安装倾角的研究

随着光伏发电在我国的广泛应用,光伏阵列的最佳倾角问题也越来越引起人们的重视,在论述独立太阳电池板倾角计算方法的基础上,较为深入的分析了风光互补发电系统中光伏阵列倾角对系统发电的影响,并提出了根据区域性风光互补参数确定太阳能倾角的基本解决办法。     

基于综合价值的固定式光伏阵列朝向与倾角优化方法

随着光伏发电在电网中穿透功率水平的逐渐提高,光伏发电的容量价值逐渐成为电网规划中关注的新热点,但目前固定式并网光伏阵列朝向与倾角的选取仍以能量价值最大为依据,极大地限制了光伏发电的综合价值。针对此问题,文中建立了光伏阵列的出力模型,分析了朝向与倾角对光伏发电能量价值和容量价值的影响,提出了基于综合价值的光伏阵列朝向与倾角优化方法,并通过仿真算例验证了方法的有效性。     

计及气象条件的光伏板最佳安装角度计算

针对固定武光伏板最佳安装角问题,提出了综合考虑安装角度、气象条件、太阳辐射总量等因素的光伏板表面接收辐射模型.利用修正后的Angstrom线性回归方程,对理想情况下的太阳辐射量进行了逐时计算.通过聚类分析和统计学方法,将天气分为五种类型,量化了各类型天气对辐射量的影响,并在年辐射总量的计算中应用蒙特卡洛方法对气象条件进行模拟.最终,利用文中模型,对华北某地的气象条件进行了统计分析,给出了不同安装角度下的光伏板表面接收年辐射总量和不同时间段内的光伏板最佳安装倾角.     

多模型下对光伏阵列最佳安装倾角的设计

提出了朝向赤道的固定式太阳能光伏阵列的最佳安装倾角设计模型,其中包括了太阳辐射量气象学模型、Klein模型及Hay模型,再使用matlab软件建立模型进行仿真,计算出相关的太阳光能和气象数据。     

阴影对串联光伏阵列输出特性的影响

基于传统的光伏电池等效模型,研究了影响光伏电池输出特性的主要因素。通过对受部分遮挡的串联光伏组件工作状态的分析,建立了适用于任意遮挡情况下的串联光伏阵列的数学及仿真模型,通过仿真曲线与实验数据的对比验证了所建模型的正确性。利用所建模型,仿真分析了串联光伏阵列在不同遮挡程度下的输出特性曲线,对比分析了不同遮挡状态下串联光伏阵列的最大输出功率的变化。     

复杂阴影条件下光伏阵列的建模与仿真分析

在单块光伏电池模型及其物理接口设计基础上,采用串并联旁路二极管和防逆二极管的方式,提出了适用于任意阴影条件的光伏阵列的建模方法。在此基础上对各种阴影情况进行了仿真分析,验证了旁路、防逆二极管在光伏发电系统中的重要性,并总结了在复杂阴影作用下光伏阵列的输出特性变化规律。最后通过一个实际光伏工程验证了所建模型的可行性与实用性。     

光伏阵列布置优化方案的研究

在实际光伏项目竞争配置、投标设计方案以及光伏行业设计规范中,相关部门及投资方往往过于追求光伏阵列倾角系数的最大化.对此,在光伏阵列布置过程中,综合考虑阵列支架倾角和间距,提出了一种最优倾角的阵列优化方案,并通过 Pvsyst仿真软件证明,采用最优倾角布置的光伏阵列更具经济性.     

电力系统节能环保调度的多目标决策方法

在传统经济调度模型的基础上,结合节能环保的宗旨,构建了耗量最小、污染气体排放量最小以及网损最小的多目标优化调度模型,并提出了一种基于评价函数的交互式多目标决策方法来求解该模型。总体协调度评价函数可以较好地协调节能、降耗、减排3个优化目标,具有实用性。该方法克服了多目标向单目标转化过程中权重系数选择的困难,且能够充分体现决策者的主观意愿,增强决策方案选择的互动性。IEEE 30节点标准测试系统的仿真结果验证了所建模型的合理性和求解方法的有效性。     

屋顶太阳能光伏组件方阵的计算机辅助设计研究

利用数学建模方法,建立了屋顶太阳能光伏组件最佳倾角的数学模型、太阳能辐射能计算模型以及光伏组件最小允许间距计算模型。通过建立的计算模型,开发了一种基于AutoCAD的屋顶太阳能光伏组件方阵的计算机辅助设计软件。软件可以在AutoCAD的绘图区域自动绘制光伏组件的平面图,能够使设计人员快速、准确地设计出屋顶太阳能光伏组件的排列方阵,具有很好的市场前景。     

基于统计分析的光伏并网发电系统最佳倾角的计算与实验研究

在设计光伏发电系统时,首先要解决的问题就是要确定光伏方阵的倾角,并由此估算照射到方阵面上的太阳辐射量。本文根据倾斜面上辐射量的计算理论建立了计算模型,提出对每天各倾角下倾斜面辐射量数据进行统计分析的方法得到年最佳倾角和月最佳倾角,设计了软件流程并使用Labview语言设计了计算软件,通过该软件可得到最佳倾角和总辐射量等数据。进一步搭建了人工倾角调节式光伏并网发电实验系统,通过长时间连续实验对比相同硬件环境下月最佳倾角和年最佳倾角下发电量的差异,与本文计算结果吻合。该计算方法可为光伏并网发电系统的优化设计提供算法支持和理论保障。     

坡面光伏阵列间距确定

对光伏阵列的形式进行了介绍,分析了光伏阵列间距对光伏电站的影响。通过对相关影响参数和计算公式的分析,推导了南北坡面光伏阵列最小间距的计算方法,计算分析了阵列间距随项目地点纬度、坡度及阵列倾角的变化规律。针对地面光伏电站阵列设计,总结了可用于工程实践的南北坡面光伏阵列间距的确定原则及方法。     

独立光伏系统最佳倾角计算研究

在独立太阳能光伏系统中，电池阵列方位角跟倾角的确定非常重要。本文以在北京地区安装太阳能光伏系统为例，通过对太阳能电池阵列方位角跟倾角的计算与仿真，确定其最佳的组合角度。     

局部阴影下光伏阵列非机理建模

现有的阴影条件下的光伏阵列机理模型多为分段函数形式,较为复杂。提出采用傅里叶函数并使用曲线拟合的方法对阴影条件下光伏阵列进行非机理建模。改进了局部阴影条件下的光伏阵列的机理模型,获取光伏阵列的输出数据并进行线性插值。选取不同阶数的傅里叶函数对单阴影和多阴影条件下的光伏阵列的输出进行曲线拟合。该非机理模型具有统一的数学表达式,不需要分段描述,能对不同功率等级、不同精度要求的光伏阵列进行建模,简化了模型。     

光伏电池数学模型的labVIEW仿真分析

针对光伏电池数学模型需要知道一些特定参数,分析研究光伏电池有一定的困难,为此本文提出简化的工程用数学模型。使用LabVIEW搭建所建模型,并模拟光照强度和环境温度的变化对光伏电池输出特性的影响。仿真结果接近光伏组件实际工作特性,验证了建模的有效性。光照强度和温度对光伏电池输出特性影响的测试实验验证了所建模型的正确性,对于光伏阵列建模及光伏电池的研究有理论和实际意义。     

含多个不对称光伏并网系统的配电网三相随机潮流计算

采用序贯蒙特卡洛模拟方法,分析了含单相光伏和三相光伏并网系统的不对称辐射形配电网的三相随机潮流计算。其中,考虑了天气的随机变化,对太阳能辐射进行逐时模拟,计及了光伏阵列效率的逐时变化、光伏阵列的有效光照面积、最大功率点跟踪和逆变器效率及整个光伏发电系统的可靠性等,对并网光伏发电系统输出进行逐时随机模拟。采用时变负荷模型并计及其随机性,编制了含光伏并网系统的配电网三相随机潮流计算程序。实际算例验证了所述方法的可行性和实用性。     

基于PSCAD的光伏发电建模与仿真

讨论了一种考虑太阳光照强度及环境温度变化的光伏阵列数学模型及基于电导增量法的最大功率点跟踪(MPPT)算法,并基于该数学模型和MPPT算法在PSCAD中搭建了光伏阵列和MPPT控制器通用仿真模型,进而搭建了并网光伏发电系统仿真模型分析了变光照强度下的光伏发电系统动态特性,证明了所建光伏发电系统并网逆变器控制策略的准确性和有效性.     

局部阴影条件下光伏阵列建模方法研究

由于局部遮挡的影响,光伏阵列I-V特性曲线呈多阶梯状,并且其P-V特性曲线包含多峰值,因此,常规光伏阵列模型已经不适用。以光伏电池工程模型为基础,建立了适用于局部阴影条件的光伏阵列模型。利用该模型,对光伏阵列输出特性进行简要分析,结果表明:局部阴影对光伏阵列输出特性的影响因光照强度,温度,阴影数量和阴影分布情况的不同而有所差异。     

基于电压扫描和电导增量法的局部遮荫条件下多峰MPPT方法

传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)方法在均匀辐射条件下效率较高,但由于光伏阵列与辐射、温度之间的强非线性特性,在局部遮荫条件下阵列的多峰特性易使传统的MPPT方法陷入局部极值,无法有效追踪最大功率。建立了局部遮荫条件下的光伏阵列模型,针对局部遮荫产生的多峰情况,采用电压扫描比较的方法确定最大功率点附近的电压,并以此电压值作为变步长电导增量法的初始值进行搜索,最终确定最大功率点的位置。该方法避免了在多峰条件下最大功率点跟踪陷入局部极值,实现了有效跟踪。