校園屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、自然環(huán)境的惡化、世界范圍內(nèi)的化石能源供應(yīng)緊張，使得包括光伏在內(nèi)的可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源的發(fā)電方式成為全球能源發(fā)展的重要趨勢。光伏陣列輸出功率的大小主要受光照的影響，若使之時刻運行在最大功率點需對最大功率點進行尋優(yōu)控制。光伏電站可調(diào)可控性弱，光照的不可控性和不可預測性會導致光伏陣列輸出功率強烈波動，進而引起并網(wǎng)點電壓波動，破壞電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，不利于維持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
　　校園屋頂閑散面積大，遮擋少，是理想的光伏電站選址地

2、點，在充分利用閑置資源的同時，減少了碳排放。本文對校園130kWp的屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計研究，優(yōu)化主要包括兩方面：一是對光伏陣列進行最大功率跟蹤控制，二是采用由超級電容和蓄電池組成的混合儲能來優(yōu)化分布式屋頂光伏電站輸出的波動功率，減小其功率波動對電網(wǎng)的沖擊。本論文主要有以下內(nèi)容：
　　（1）分析本課題的研究背景、意義及研究現(xiàn)狀，研究光伏電池、與之相連的單相DC/DC變換器的工作原理，對比并分析了不同的最大功率跟蹤技術(shù)的特點

3、，在此基礎(chǔ)上提出了一種改進的擾動觀察法來進行光伏陣列的最大功率尋優(yōu)，相比于傳統(tǒng)的擾動觀察法跟蹤速度快、穩(wěn)定性高，通過Matlab/Simulink仿真驗證其跟蹤效果。
　?。?）對用于優(yōu)化光伏波動出力的混合儲能單元進行建模，研究了蓄電池和超級電容的工作原理、數(shù)學模型和充放電特性；對含有兩種儲能元件的混合儲能的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，研究了雙向 DC/DC變換器的工作原理，對混合儲能的充放電控制進行設(shè)計，達到了既能穩(wěn)定直流母線的電壓穩(wěn)定又能獲

4、得良好的動態(tài)響應(yīng)的目的
　　（3）結(jié)合蓄電池和超級電容各自特點，提出一種光伏陣列和混合儲能共母線連接方式下的對混合儲能的分層控制策略，對光伏的波動出力進行削峰填谷，將平滑的功率送入并網(wǎng)逆變器。分層控制分為中央控制層和本地控制層，中央控制層采用了一種自適應(yīng)的低通濾波法獲取光伏電站的優(yōu)化目標，優(yōu)化目標外功率即為混合儲能承擔的功率；本地控制層包括功率優(yōu)化分配模塊和二次分配模塊，功率優(yōu)化分配模塊對優(yōu)化目標外功率采用模糊控制在超級電容和蓄電