光伏电池的建模与光伏发电系统的仿真

利用光伏电池的数学模型,使用修正参数得到不同环境下的性能参数,在MATLAB/Simulink环境中搭建光伏电池仿真模型,并对不同光照强度和不同环境温度下的光伏电池输出特性进行分析比较。基于电导增量法与升压斩波电路,对任意给定的不同光照强度和不同环境温度下的光伏发电系统进行仿真分析。仿真结果表明,该模型可实现光伏发电系统的最大输出功率跟踪,验证了该模型可满足光伏发电系统的仿真需要。     

光伏电池工程用数学模型及其模型的应用研究

以光伏电池输出特性为基础,给出了光伏工程实用数学模型,利用Matlab建立了光伏电池仿真模型,分析了在不同的太阳辐射强度、环境温度下的输出特性,此外,利用改进扰动观察法建立了最大功率跟踪模型(MPPT),并与Buck-Boost电路结合使用,通过PWM来获得控制信号以此来改变光伏电池的输出电压,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点的跟踪,为整个光伏及微网系统进一步研究提供参考价值。     

基于Matlab的改进光伏模块仿真模型研究

建立准确高效的光伏模块电气模型是进行光伏发电技术研究的重要基础。在单二极管电池模型的基础上,推导了光伏模块模型。分析了二极管排放系数和串联电阻对光伏模块输出特性的影响,并对其进行改进,提高了模型的精确性。在Matlab/Simulink平台下,结合S函数构建了实用光伏模块的仿真模型,并在不同辐照强度和温度下进行了测试。结果表明所提模型准确反映了光伏模块输出特性的影响,具有精度高、通用性强的优点。为光伏发电系统最大功率跟踪的研究提供了基础。     

安阳市并网光伏系统案例经济和环境效益分析

以安阳市某中学20 kW准单晶并网光伏系统为例,利用效益分析模型,定量计算光伏发电的社会经济和环境效益。结果显示：在标准日辐射时数4.14 h、光伏组件5.5元/W、用户侧电价0.6元/（kW·h）和无税费情况下,光伏系统投资回收期为14年,能量回收期2.9年,可以安排1人就业;与煤电相比,每年污染减排496.39当量,PV发电环境成本为0.18分/（kW·h）,年投资报酬率为2%。PV的即时功率与太阳辐射量呈正比,与环境温度呈正比。系统功率与温度的相关系数r为0.46,属弱相关;系统功率与空气相对湿度的相关系数r为-0.38,属弱反相关。     

基于光伏光热耦合驱动的海水淡化系统性能分析

利用太阳能进行海水淡化可以节约能源、缓解水资源的短缺,设计了一种光伏光热耦合驱动的海水淡化系统,利用海水冷却光伏系统以提高其光电转化效率,通过光热系统提高海水温度以增加淡水产量。研究了光伏光热耦合驱动的海水淡化系统的性能,分析了扩容蒸发压力和太阳辐照强度等关键因素对淡水产量及发电量的影响,得到了海水淡化系统的运行特性及主要热经济性指标。结果表明:设计工况时,系统电功率为510. 33 W/m2,比相同参数的纯光伏系统提高了408. 87 W/m2;淡水产量为7. 3 kg/h,相比于常规多级闪蒸系统(Multiplestage Flashing System,FSF)系统有一定的提升。变工况时,随着辐照强度从200 W/m2增大到1 200 W/m2,电功率从118. 49 W/m2升高到588. 12 W/m2;淡水产量则从9. 17 kg/h降低到6. 81 kg/h。随着海水入口温度从10℃升高到30℃,电功率从484. 57 W/m2降低到436. 72 W/m2,淡水产量则从7. 3 kg/h降低到6. 5 kg/h。结果表明,该系统在任何辐照条件下均有较高的综合收益。     

光伏电池建模及其输出特性研究

根据光伏电池的I-V数学函数关系式,在Matlab/Simulink环境下编写M文件,建立光伏电池的仿真模型,并分析局部遮挡现象,从理论上推导局部遮挡环境下的光伏电池模型。该模型可以模拟实际光伏电池在不同的太阳辐射强度、环境温度和局部遮挡情况下的电流、功率输出特性曲线。仿真结果验证了光伏电池的输出特性呈非线性,并随环境温度和日照强度的变化而变化;局部遮挡环境下,光伏电池电流输出呈阶梯型,功率输出呈多波峰。     

基于Matlab/Simulink的光伏电池输出特性仿真分析

随着光伏发电日益广泛的应用,对光伏发电系统的研究得到了越来越多的重视,其中光伏电池输出特性的模拟仿真是构成光伏发电系统的基础部分。对现有两种普遍应用的光伏仿真模型输出特性进行比较,分析其输出特性的区别,以便对后续光伏发电系统的仿真提供基础依据。利用Matlab/Simulink建立光伏发电系统模型,通过该模型分别得到光伏物理仿真模型和数学仿真模型的输出特性,并通过比较分析其输出特性的区别。通过实验可以看出,两种模型在P/U输出特性的速率方面仍有所区别,物理仿真模型输出特性与实际输出特性更为接近,得出的结果可以对后续光伏发电系统仿真及其MPPT研究给与参考。     

低倍聚光光伏/光热热电联供系统性能分析

低倍聚光光伏/光热(LCPV/T)综合利用技术不仅可以提高发电系统经济性(聚光器成本低于晶硅电池片),还可以提升供热系统热水品质。本文设计了一种新型的低倍聚光光伏/光热组件,采用1/4切片形式的双面发电N型晶硅电池,并搭建双轴跟踪实验台验证不同辐照强度、流量条件下系统的热电性能,得到各参数之间的变化规律。研究结果表明:LCPV/T性能评价理论分析值与实验验证值存在一定差异;在流量为100 L/h的实际运行工况下,LCPV/T系统总效率最高值为70.53%,且LCPV/T系统的最大热效率可达59.84%,电效率17.28%,热功率1 916 W,电功率470 W。     

光伏电站输出功率影响因素分析

光伏发电系统的发电量取决于太阳辐照强度和温度等因素,其输出功率的变化具有间歇性和不可控性,大规模的光伏并网应用将对大电网的稳定运行造成冲击。光储联合应用将有助于降低光伏电源的负面影响,为了协调配置光伏系统与储能系统,需要深入了解光伏发电系统的输出特性。首先分析了大规模光伏发电系统并网应用对电网带来的影响,进而介绍了光伏发电原理和影响光伏组件输出的因素;然后依托某100 kWp光伏电站的实际历史运行数据,基于统计学方法,从气象因素如日类型、太阳辐射强度和温度等影响光伏出力的角度,对光伏发电系统的输出特性作了定性、定量的分析,从而归纳了光伏输出特性,最后据此提出了光伏电站输出功率的评价指标。     

暂态干扰下并网光伏发电系统故障特性研究

基于Matlab/Simulink软件建立了光伏发电系统的仿真模型,在此模型上分别模拟了电源侧扰动和电网侧扰动,通过分析扰动下光伏系统输出特性的变化情况,研究了暂态干扰下光伏发电系统的故障特性。     

基于模糊控制的光伏发电系统MPPT设计

为了提高光伏发电的效率,分析了光伏发电系统最大功率点跟踪控制的原理,选出了实现最大功率跟踪的硬件电路。针对光伏电池输出的非线性特点,提出了将模糊控制应用于光伏发电的 MPPT 控制中,设计了模糊控制器,并在正常光照及光照强度变化的条件下对模糊算法控制系统和扰动观察算法控制系统进行了仿真实验,得出两种算法控制下系统输出的电压波形。通过对波形的对比分析,进一步证明了模糊MPPT控制系统响应快,抗干扰能力强,系统稳定性好。     

基于Matlab的光伏阵列输出特性和最大功率点跟踪控制策略的研究

针对光伏并网发电过程中存在的最大功率输出问题,研究了光伏阵列高度的非线性输出特性和最大功率点跟踪(MPPT)问题。根据光伏阵列的等效数学模型,结合Matlab分析环境中的Simulink工具,基于S函数建立光伏阵列的输出特性分析模型。通过对不同温度和光照强度条件下进行模型仿真分析,研究环境温度和光照强度对光伏阵列输出特性的影响。采用S函数对最大功率点进行建模,给出MPPT的控制策略。重点研究了扰动观察法和电导增量法最大功率跟踪特性,并对仿真结果进行对比分析。研究结果对并网控制器的研究和实践具有一定的理论指导和参考价值。     

光伏组件潜在诱导衰减效应的研究

光伏组件的潜在诱导衰减会减少光伏发电系统对外输出的电能,严重情况下使光伏发电系统瘫痪,几乎不对外输出电能。在温度为85℃和85%湿度条件下,对单块光伏组件模拟光伏发电系统中出现的潜在诱导衰减效应,即组件的铝边框和输出端产生1 000 V的电势差。每隔6 h测试一次组件的电致发光(EL)图像和I-V电性能,实验持续时间为48 h。结果表明:该效应会使组件产生漏电,漏电程度随着实验持续的时间而变得严重。运用电容原理解释潜在诱导衰减产生的物理机制,并采用低介电常数的封装材料制作新的光伏组件,能使组件的功率衰减控制在2%以内,完全具有抗潜在诱导衰减的性能。     

考虑系统调峰特性的风光消纳优化

由于风电和光伏发电受自然因素的影响较大,其出力具有随机性和波动性,将对系统的调峰能力造成严重影响.该文首先针对风电自身的出力特性,从系统调峰能力的角度对区域电网可以接纳的风电容量进行评估;然后根据风电和光伏发电在时间尺度上存在的互补性,建立以系统失负荷率最低和弃风、光率最小为目标的优化模型,利用改进惯性权重的粒子群算法...     

广域分布式光伏发电监测与出力估计研究

为准确评估光伏出力对电力系统的运行影响,掌握分布式发电的实时数据,为调度中心提供电网的实时运行状态,需开展广域分布式光伏发电监测与出力估计研究。首先,提出光伏全局出力估计的分布式光伏国-省-地一体化信息建模方法,实现广域分布式光伏发电的有线与无线全景监测;其次,开展不同场景下分布式光伏出力特性研究,通过掌握组件类型、安装方式、地理位置、光资源分布、地形条件等场景对分布式光伏出力的影响,对分布式光伏进行聚合分析,并提出全局出力估计方法;最后,研发广域分布式光伏发电聚合分析和全局出力估计系统,并在省调示范应用。     

分布式光伏系统无功控制策略研究

分布式光伏系统运行状况受环境因素影响,光照强度、温度等外部因素具有波动性和间歇性等特点,使得系统出力具有相同特性。分布式光伏并网规模越来越大,其对电网的影响愈加明显,由于无功不足,电网电压越限问题已成为最主要的问题之一,制约分布式光伏并网规模扩大。提高分布式光伏发电的接纳容量亟需研究分布式光伏并网系统电压越限的控制方法,因此,研究了德国电气工程师协会提出的4种无功功率控制策略,对4种无功控制策略的控制能力进行分析。     

基于PSASP的含大规模光伏发电系统暂态稳定仿真分析

光伏发电的出力特性不同于常规机组发电,随着光伏发电在西藏装机容量的不断增加,对西藏电网安全稳定运行提出了严峻的挑战。根据2019年冬季运行方式下的数据,基于电力系统分析综合程序(power system analysis software package,PSASP)建立了含大规模光伏发电的西藏某地区电网机电仿真模型。通过典型光照扰动、光伏电站切机及短路故障分析了对西藏某地区电网暂态稳定的影响,电网在典型光照扰动、光伏电站切机及短路故障条件下均能保持暂态稳定,但是有部分母线电压高于规定电压上限。针对部分母线电压越限的问题加装无功补偿装置,改善了电网系统的电压稳定性。     

基于RTDS储能对光伏发电PCC电压影响研究

大容量光伏发电集中并网对配电网特别是PCC电压造成一定影响,光伏电站配置适当容量的储能系统,可有效降低光伏电站PCC电压波动。本文基于RTDS建立了光储并网发电系统模型,仿真光照强度、环境温度以及邻近负荷变化,分析了PCC有无储能系统两种情况下的功率、电压有效值变化。根据电压有效值标准差数据,定量计算PCC电压波动降低幅度。仿真结果表明,储能系统可有效抑制光伏电站PCC的电压波动及逆功率运行,提高PCC电能质量。光伏出力越大,储能系统抑制PCC电压波动效果越明显。本文成果可为降低新能源PCC电压波动及大规模光储系统发展提供借鉴。     

滞环控制的变步长MPPT算法实验研究

为了延长光伏电池使用寿命和和提高光伏电池发电效率,利用基于恒定电压法的变步长滞环控制法,通过分析光伏电池受光照强度的影响和在最大功率点附近的功率特性确定了电压扰动步长值,并分别在MATLAB/Simulink仿真平台上建立了MPPT仿真模型和在硬件电路测试的数据基础上对该算法进行了验证。仿真和实验的结果表明,该算法能在光照变化较快的情况下仍能实时地跟踪光伏电池的输出功率,并能有效的抑制在MPP点附近的振荡现象,表现出很好的动态和稳态特性,证明了该算法的有效性和正确性。     

基于水光互补的多个虚拟电厂两阶段优化调度方法

提出了一种基于水光互补的多虚拟电厂(virtual power plant,VPP)两阶段优化调度方法,旨在降低分布式光伏固有的随机性以及用户可中断负荷(interruptible load,IL)响应的不确定性对系统运行和决策带来的影响,从而提高水光互补清洁能源项目的能源利用率。首先,采用电能共享策略,以最大化VPP的经济效益为优化目标,构建了多VPP日前最优调度模型。其次,考虑分布式光伏出力的随机性和可中断负荷需求响应的不确定性,灵活调整内部可控元素和能源输出,生成VPP市场竞价优化调度模型。最后,通过算例分析,验证了所提出方法的有效性和可行性。