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)電被認為是當前世界上最有發(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。
　　 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)化控制及其對微網(wǎng)電能質(zhì)量的作用機理研究”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,進而提高其發(fā)電效率。同時,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)地闡述了天球坐標中太陽位置的準確計算。
　　 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)輸出功率的對比分析,用具體數(shù)據(jù)證實了交流模塊系統(tǒng)在局部陰影情況下對輸出效率的提高能力。
　　 3.采用粒子群優(yōu)化算法進行光伏陣列多峰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對應(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電壓處,保證了粒子群算法不會陷入局部極值點且不會錯過任何極值點。粒子群優(yōu)化算法的目標函數(shù)的值為實時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性地設(shè)置了粒子群算法的參數(shù),同時提出了有效的迭代終止策略,能夠避免系統(tǒng)趨于穩(wěn)定時的功率振蕩及損失。最后通過仿真驗證了本文算法在有、無陰影情況下均能快速且準確地跟蹤最大功率點,有效地提高了光伏陣列輸出效率,