太阳能光伏电池的建模与仿真

太阳能作为一种新兴的绿色能源,越来越受到人们的重视.光伏电池是太阳能光伏发电系统中的核心部分,因此,光伏电池成为太阳能光伏发电系统研究的主要环节.分析了太阳能电池板的工作原理,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件对不同条件下的太阳能电池输出特性进行建模、仿真,仿真结果证明了太阳能电池的非线性.     

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.     

光伏电池的建模和仿真

在光伏电池(PV)理论公式的基础上,对其数学模型进行了简化.利用简化的光伏电池公式,应用SIMULINK软件搭建了电池模型.对该模型分别在不同的光照强度和不同的温度下进行仿真模拟,准确地模拟了光伏电池的工作情况,为下一步模拟动态实时最大功率点,以及光伏发电系统的研发提供了良好的仿真平台.     

智能电网中光伏发电MPPT仿真分析

根据光伏阵列的数学模型搭建了多功能光伏阵列仿真模块．为进一步对光伏阵列最大功率跟踪方法的分析与研究打下了基础。针对传统最大功率跟踪方法的振荡与跟踪速度之间的矛盾以及误判问题,提出了基于变步长的改进MPPT算法,并通过仿真实例验证了该方法的准确性和优越性。     

太阳能光伏电池建模与动态特性仿真

光伏电池是太阳能光伏发电系统中的核心部分,因此成为太阳能光伏发电系统研究的主要环节.分析了光伏电池的工作特性,应用仿真软件PSCAD/EMTDC工具,建立了光伏电池及最大功率点跟踪（MPPT）仿真模型.仿真结果证明了光伏电池的输出功率在光照强度变化的条件下能够始终追踪最大功率点,使得光伏电池在不同光照条件下均输出最大功率.     

光伏功率预测系统在某光伏电站的应用

介绍了光伏功率预测系统的系统运行结构和系统功能,以及在光伏电站的具体应用情况,从系统的实际情况和运行数据多方面验证了该系统的优越性和可推广性。     

光伏发电功率预测方法的探索

首先,分析了影响光伏电站输出功率的各类气象因素,再根据物理原理建立了气象因素与光伏电池板电气特性之间的关系,最后,通过光伏电池的二极管模型及逆变器损耗模型实现了对光伏电站输出功率的预测,并根据某光伏电站的实测数据对功率方法进行验证。预测结果表明,该方法有较高的预测精度,能够满足工程应用的要求,且不受历史数据的限制,可用于新建光伏电站的功率预测。     

部分遮挡条件下光伏组件的建模与仿真研究

当光伏组件被部分遮挡时,输出的伏安特性曲线呈阶梯状,功率电压特性曲线会产生多个局部峰值点,在此情况下,现有的单体光伏电池数学模型和传统的单峰最大功率点跟踪算法都不再适用.研究和建立了适用于部分遮挡情况下串联光伏组件的数学模型,并通过Matlab软件对其进行仿真研究,分析了光伏组件在部分遮挡时Ⅰ-Ⅴ,P-Ⅴ特性曲线及输出...     

面向大规模光伏电站实时仿真的单元级精细化建模方法

大规模光伏电站是目前光伏发展的主流趋势,支撑着我国“双碳”目标的实现。然而庞大的发电单元数目导致“模型计算复杂”与“仿真资源有限”矛盾凸显,使其精细化实时仿真面临巨大困难。该文提出一种面向大规模光伏电站实时仿真的单元级精细化建模方法。首先,针对光伏阵列工作原理进行分析,通过将原有“电压→电流”的电路解算形式改写为“历史电流源+变化量”的迭代更新形式,接着结合电气参数与历史源的慢变校正,实现低计算复杂度建模。然后,采用换流器开关函数模型将矩阵解算划分,直流电路独立解算,交流电路消去节点后获取发电单元整体的定导纳等效电路模型。最后,在RTDS平台上验证所提出模型精度,实现包含百台发电单元的光伏电站实时仿真。     

并网光伏电站短路特性分析与计算

分析讨论并网光伏电站短路电流输出特性,提出并网光伏电站短路计算等效模型,并基于DIgSILENT仿真平台,结合实例对短路计算结果进行对比分析,验证了该短路计算模型的有效性。结果表明,区别于传统旋转电源,基于逆变技术的光伏发电短路电流输出特性主要取决于逆变器电流饱和模块的限值。     

光伏并网系统的MATLAB快速仿真模型研究

以光伏发电系统的数学模型为基础,给出了其基于MATLAB/Simulink的仿真模型。针对传统仿真方法快速性、鲁棒性较差的缺陷,分析了两种基于逆变器的等效简化模型—等效开关模型与平均模型,并从仿真速度、精度及鲁棒性等方面对上述模型进行对比。此外,针对大规模光伏发电系统接入电网的情况,提出一种可用于快速仿真的相量模型,有助于电力系统的快速潮流计算与暂态特性分析,其有效性通过仿真对比得到了验证。最后,对四种仿真模型进行综合对比,提出了各种仿真方法的适用场合。     

光伏虚拟同步发电机建模与仿真研究

为提高光伏虚拟同步发电机建模的准确性,给出了计及光伏输出最大功率点跟踪、储能、并网逆变器于一体的光伏虚拟同步发电机的建模方法。首先,考虑光伏阵列及蓄电池储能的输出特性,分直流和交流两部分建模,得到其各自的输出功率数学模型。其次,结合光伏输出最大功率点跟踪和储能的双环控制,提出一种分层协调的虚拟同步发电机控制策略,给出光伏虚拟同步发电机四种运行模式,并综合交直流输出特性,获得光伏虚拟同步发电机四模式运行的等效输出静态模型。最后,通过Matlab/Simulink平台搭建了光伏虚拟同步发电机的仿真模型。仿真结果验证了所建模型的准确性及控制策略的有效性。     

计及预测精度及拓扑结构的光伏电站储能经济配置

光伏电站并网离不开储能系统的支持,为了提高储能配置的精度并降低储能系统的成本,考虑到现有研究的不足,分析了光伏电站出力预测算法误差、储能拓扑结构对储能配置的影响。提出了一种储能的快速配置方法,分析了预测算法误差对储能定容的影响,完善了储能的收益模型;引入了一种双元互补的储能拓扑结构,并分析了该拓扑结构对电池特性以及储能成本模型的影响;建立了以最大经济效益为目标的总投资收益模型,并基于某光伏电站的实际数据确定其最优配置方案。算例结果表明,预测算法误差会引起储能容量及功率增大,从而导致储能系统的成本增大;引入所提储能拓扑结构能有效地提高电池的使用寿命,降低储能系统的成本。     

基于时序运行模拟的山东电网光伏发电消纳能力评估

我国可再生能源持续快速发展,装机规模不断扩大,其中光伏发电已成为我国电源增长的主力。随着光伏发电装机规模的快速增长,多种制约因素导致的弃光限电问题突出,阻碍着光伏产业的健康可持续发展。研究未来大规模光伏发电并网条件下的光伏消纳能力,有助于引导光伏发电的科学规划和合理布局。提出了基于时序运行模拟的可再生能源消纳特性分析方法。通过光伏发电出力序列重构技术和对电力系统详细网络拓扑模型及线路约束的精细化建模,能够实现对未来高比例光伏发电接入电力系统背景下光伏发电消纳能力的精细化量化评估。最后利用所提方法对山东电网2025年光伏发电消纳能力进行了评估。结果表明光伏发电装机规模扩大到规划装机的2倍时,弃光比例仍将保持在合理水平。     

光伏电站理论发电功率的优化计算模型与方法

光伏电站理论发电功率计算结果的准确性直接影响弃光电量的统计,对电网调度及光伏发展规划影响重大。理论发电功率的传统计算方法有样板逆变器法和气象数据外推法,当样板逆变器的出力受到限制时,样板逆变器法计算结果不准确,而气象数据外推法参数众多且难以确定。针对上述问题,提出了一种光伏电站理论发电功率优化计算方法。首先,介绍了样板逆变器法和气象数据外推法的计算原理,并分析了两种方法的特点和不足。然后,基于光伏电站历史出力及气象信息,提出了改进样板逆变器法和改进气象数据外推法。在实际应用中,当弃光未发生或者在弃光初始阶段采用计算精度更高的改进样板逆变器法开展计算,当样板逆变器出力受到限制时,切换至改进气象数据外推法进行求解。最后,对国内某光伏电站在不同气象条件下开展仿真计算,验证了所提方法的合理性和有效性。     

遮阴影响下的光伏阵列结构研究

遮阴现象降低光伏发电系统发电效率.并且导致光伏模块产生热斑效应而缩短寿命.从光伏阵列结构布局出发,在光伏阵列宏观和微观结构布局2个层面上.研究了在遮阴影响下不同光伏阵列电气结构输出特性的变化情况.在此基础上,提出利用开关管与二极管电路连接光伏模块,实现小型光伏阵列的宏观与微观结构布局电气重构.在遮阴影响下,通过控制开关...     

光伏分布式MPPT机理分析与仿真研究

采用目前常用的光伏电池模型对光伏阵列进行建模时,或者需要多个模块进行串并联,仿真电路规模较大,增加了仿真复杂性,或者由于参数简化影响精度。将建立光伏阵列模型的方法分为计算法和查表法,计算法容易收敛,但需要明确的光伏阵列输出电压电流方程,查表法比较灵活,只需知道输出电压电流的数据源,可以仿真任意规模的光伏阵列。之后基于查表法和实际产品数据实现与功率变换器进行组合连接的电路仿真,并解决建模过程的若干技术问题。?结合模型和阻抗分析,对单模块、组串和阵列等典型配置分布式MPPT机理进行分析,并得出相应控制表达式。最后针对相应配置分别设计算例进行仿真研究,并与集中式MPPT结果进行对比分析,为显著提高光伏阵列输出效率建立理论基础。     

基于预测模型的光伏系统MPPT研究

针对传统光伏电池最大功率点跟踪技术扰动观察法中参考工作电压难以确定的缺点,提出了一种基于预测模型的MPPT方法。预测模型根据光伏电池的动态输出特性和环境条件,预测参考工作电压,并以其为扰动观察法的初值,在更小范围内搜索最大功率点。在基于DSP控制的硬件平台上进行实验,进行了该控制方法与传统控制方法的效率对比研究,实验结果证明了该控制方法在可快速搜索到最大功率点,并可显著提高光伏电池的发电效率。     

基于SVR残差修正的光伏发电功率预测模型

作为一种重要的分布式电源,光伏发电发展迅速且当前部分地区的渗透率不断升高,对区域电网的安全稳定运行造成了严重的影响。光伏功率超短期预测可以为区域电力调度提供必要的数据支撑,促进新能源消纳目标的实现。但是光伏电源自身的波动性特性使光伏功率预测的精度难以提高。鉴于此,本文提出了一种考虑功率修正基于差分自回归移动平均模型(ARIMA)的光伏发电功率预测模型。首先,以光伏电站现场采集的功率时间序列数据建立ARIMA模型进行预测日发电功率的初步预测;其次,利用前一个气象相似日的预测残差数据建立支持向量回归模型对预测日的ARIMA预测残差进行预测;最后,对初步预测结果进行修正。现场实际数据建模证明了本文方法的有效性。#$NL关键词：光伏发电; 功率预测; SVR; ARIMA#$NL中图分类号：TM615