校園屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(shì)。光伏陣列輸出功率的大小主要受光照的影響，若使之時(shí)刻運(yùn)行在最大功率點(diǎn)需對(duì)最大功率點(diǎn)進(jìn)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(yù)測(cè)性會(huì)導(dǎo)致光伏陣列輸出功率強(qiáng)烈波動(dòng)，進(jìn)而引起并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動(dòng)，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(yùn)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(diǎn)，在充分利用閑置資源的同時(shí)，減少了碳排放。本文對(duì)校園130kWp的屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，優(yōu)化主要包括兩方面：一是對(duì)光伏陣列進(jìn)行最大功率跟蹤控制，二是采用由超級(jí)電容和蓄電池組成的混合儲(chǔ)能來優(yōu)化分布式屋頂光伏電站輸出的波動(dòng)功率，減小其功率波動(dòng)對(duì)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(duì)比并分析了不同的最大功率跟蹤技術(shù)的特點(diǎn)

3、，在此基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的擾動(dòng)觀察法來進(jìn)行光伏陣列的最大功率尋優(yōu)，相比于傳統(tǒng)的擾動(dòng)觀察法跟蹤速度快、穩(wěn)定性高，通過Matlab/Simulink仿真驗(yàn)證其跟蹤效果。
　?。?）對(duì)用于優(yōu)化光伏波動(dòng)出力的混合儲(chǔ)能單元進(jìn)行建模，研究了蓄電池和超級(jí)電容的工作原理、數(shù)學(xué)模型和充放電特性；對(duì)含有兩種儲(chǔ)能元件的混合儲(chǔ)能的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究了雙向 DC/DC變換器的工作原理，對(duì)混合儲(chǔ)能的充放電控制進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)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(dòng)態(tài)響應(yīng)的目的
　　（3）結(jié)合蓄電池和超級(jí)電容各自特點(diǎn)，提出一種光伏陣列和混合儲(chǔ)能共母線連接方式下的對(duì)混合儲(chǔ)能的分層控制策略，對(duì)光伏的波動(dòng)出力進(jìn)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(biāo)，優(yōu)化目標(biāo)外功率即為混合儲(chǔ)能承擔(dān)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(duì)優(yōu)化目標(biāo)外功率采用模糊控制在超級(jí)電容和蓄電