組合蓄能離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)及其優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、由于能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)，新能源特別是太陽能和風(fēng)能的開發(fā)和利用得到了世界各國(guó)的青睞。光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種清潔的新能源發(fā)電裝置，具有無污染、無噪聲、安全可靠、環(huán)保美觀、故障率低、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，從而得到了廣泛的發(fā)展。離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)在那些遠(yuǎn)離電網(wǎng)而又必需電力的地方應(yīng)用較為經(jīng)濟(jì)和普遍。
　　 由于太陽輻射與用戶負(fù)荷二者之間的供需失配，現(xiàn)階段常規(guī)離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)通常采用蓄電池作為能量緩沖裝置，但蓄電池蓄能密度低，常規(guī)光伏發(fā)電系統(tǒng)往往由于

2、蓄電池的能量緩沖容量不足而很難實(shí)現(xiàn)自治運(yùn)行（即系統(tǒng)在只有光伏電能而無其他后備能源的前提下，能夠滿足用戶需求，保證系統(tǒng)供電可靠）。雖然采用電解水制氫作為能量緩沖的氫氣蓄能式光伏發(fā)電系統(tǒng)可以解決系統(tǒng)自治運(yùn)行的問題，但是系統(tǒng)存在效率降低、單位成本較高以及燃料電池負(fù)載跟隨性差等缺點(diǎn)。為了解決單一蓄能離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的缺點(diǎn)，采用蓄電池與電解水制氫相結(jié)合的組合蓄能光伏發(fā)電系統(tǒng)。組合蓄能的方式充分發(fā)揮了蓄電池效率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快和氫氣能量密度高、無泄

3、漏、適宜長(zhǎng)期儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)，形成了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。本文的研究重點(diǎn)是在保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自治運(yùn)行的基礎(chǔ)上，對(duì)離網(wǎng)型組合蓄能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)與成本分析。
　　 論文首先闡述了光伏發(fā)電的基本原理和發(fā)展現(xiàn)狀，特別介紹了離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)及其發(fā)展現(xiàn)狀。另外還比較全面的介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)中所采用的各種儲(chǔ)能方式，主要包括蓄電池、電解水制氫蓄能、抽水蓄能、壓縮空氣蓄能、飛輪蓄能、超導(dǎo)儲(chǔ)能。
　　 其次，論文對(duì)常規(guī)系統(tǒng)和氫氣蓄能式系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行

4、了分析，并介紹了組合蓄能光伏發(fā)電系統(tǒng)及其組成和工作原理。在保證系統(tǒng)能夠自治運(yùn)行和效率最優(yōu)的基礎(chǔ)上，對(duì)組合蓄能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制策略和優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析研究。本文還提出了成本優(yōu)化控制策略，即在犧牲一定效率的基礎(chǔ)上（增加了太陽能電池板的尺寸），有效地降低系統(tǒng)儲(chǔ)能元件（如電解水制氫裝置，燃料電池等）的尺寸，從而系統(tǒng)總體成本下降。此外，還給出了光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電成本的計(jì)算方法。
　　 最后，根據(jù)本文所提出的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和控制策略對(duì)組合蓄能