光伏發(fā)電系統(tǒng)效率提高理論方法及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、世界各國政府紛紛把充分開發(fā)利用太陽能作為可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略決策,其中光伏發(fā)電最受矚目。光伏發(fā)電被認(rèn)為是當(dāng)前世界上最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)。但目前光伏發(fā)電系統(tǒng)效率偏低是光伏發(fā)電大規(guī)模推廣應(yīng)用的瓶頸,因此如何最大限度的利用光伏陣列所產(chǎn)生的能量是關(guān)鍵問題所在,已經(jīng)成為光伏發(fā)電領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金(50977029)課題“光伏電源柔性并入微網(wǎng)的優(yōu)化控制及其對(duì)微網(wǎng)電能質(zhì)量的作用機(jī)理研究”深入系統(tǒng)地開展了“光伏

2、發(fā)電系統(tǒng)效率提高理論方法及關(guān)鍵技術(shù)研究”的論文工作,主要研究成果如下:
　　 1.提出了全氣候下的太陽跟蹤算法,有效地提高了光伏陣列的受光量,進(jìn)而提高其發(fā)電效率。同時(shí),系統(tǒng)地分析了不同控制方式和不同跟蹤模式下的太陽跟蹤算法性能,全面系統(tǒng)地闡述了天球坐標(biāo)中太陽位置的準(zhǔn)確計(jì)算。
　　 2.深入分析了局部陰影條件下光伏組件和光伏陣列的輸出功率特性,通過對(duì)比分析指出了交流模塊系統(tǒng)是高效光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)研究和應(yīng)用的主流。影響光伏陣

3、列輸出效率的主要原因是局部陰影問題,進(jìn)行局部陰影情況下光伏發(fā)電輸出效能的全面研究是非常必要的。通過仿真分析了組件處于單電池元和雙電池元陰影情況以及整個(gè)組件處于陰影情況的輸出特性;得到了集中式系統(tǒng)輸出功率與交流模塊系統(tǒng)輸出功率的對(duì)比分析,用具體數(shù)據(jù)證實(shí)了交流模塊系統(tǒng)在局部陰影情況下對(duì)輸出效率的提高能力。
　　 3.采用粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行光伏陣列多峰MPPT控制,首次提出了將粒子初始位置分散定位在可能的峰值點(diǎn)電壓處這一新思路。根據(jù)局

4、部陰影下光伏陣列輸出功率峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓分布規(guī)律,將粒子初始位置分散定位在可能的峰值點(diǎn)電壓處,保證了粒子群算法不會(huì)陷入局部極值點(diǎn)且不會(huì)錯(cuò)過任何極值點(diǎn)。粒子群優(yōu)化算法的目標(biāo)函數(shù)的值為實(shí)時(shí)采集的陣列輸出功率,根據(jù)迭代過程中陣列電壓信息有針對(duì)性地設(shè)置了粒子群算法的參數(shù),同時(shí)提出了有效的迭代終止策略,能夠避免系統(tǒng)趨于穩(wěn)定時(shí)的功率振蕩及損失。最后通過仿真驗(yàn)證了本文算法在有、無陰影情況下均能快速且準(zhǔn)確地跟蹤最大功率點(diǎn),有效地提高了光伏陣列輸出效率,