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分布式光伏系統(tǒng)PV陣列功率優(yōu)化及預(yù)測方法研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-19 04:19:38
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分布式光伏系統(tǒng)PV陣列功率優(yōu)化及預(yù)測方法研究【摘要】:隨著世界能源的日益枯竭及環(huán)境破壞逐步嚴(yán)重,充分利用綠色的可再生能源對緩解能源危機(jī)和環(huán)境破壞發(fā)揮重要作用。太陽能(光伏)發(fā)電作為

【摘要】:隨著世界能源的日益枯竭及環(huán)境破壞逐步嚴(yán)重,充分利用綠色的可再生能源對緩解能源危機(jī)和環(huán)境破壞發(fā)揮重要作用。太陽能(光伏)發(fā)電作為一種清潔、綠色、可再生能源是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展最理想的能源。光伏發(fā)電系統(tǒng)的分布式架構(gòu)作為集中式供電的補(bǔ)充,具有眾多優(yōu)勢已被廣泛應(yīng)用于實(shí)際中。然而由于客觀原因,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行效率低,輸出功率通常無法達(dá)到實(shí)際最大。因此,優(yōu)化分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)功率輸出對改善系統(tǒng)運(yùn)行效率,加速光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展都具有重要意義。 分布式光伏系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行通常受物體遮擋產(chǎn)生局部陰影導(dǎo)致功率-電壓輸出曲線呈現(xiàn)多峰特性,常規(guī)最大功率跟蹤(MPPT)算法失效,需尋找一種具有全局搜索能力算法。另外,在早晨,黃昏,陰雨天氣等低光照度條件時(shí)光伏發(fā)電陣列輸出功率較低,與系統(tǒng)中用于電力變換的逆變器額定功率不匹配而降低逆變效率,且輸出電能質(zhì)量差影響電網(wǎng)和負(fù)載。針對以上兩問題,本文首先從單個(gè)光伏系統(tǒng)輸出功率入手,基于模擬退火算法的全局收斂性,將其應(yīng)用在光伏系統(tǒng)局部陰影遮擋時(shí)的MPPT,通過仿真和工程實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明該算法能實(shí)現(xiàn)多峰曲線的MPPT,可改善局部陰影遮擋對單個(gè)光伏系統(tǒng)輸出功率的影響;然后從分布式光伏系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入手,設(shè)計(jì)了一種用于光伏陣列與逆變器連接的完全重構(gòu)開關(guān)拓?fù)?利用層次聚類理論對拓?fù)溥M(jìn)行重構(gòu)控制,并加入結(jié)合BP-ANN和ARMA算法的光伏系統(tǒng)短期預(yù)測手段作為拓?fù)渲貥?gòu)進(jìn)行條件,使用Matlab建立分布式光伏系統(tǒng)平臺和重構(gòu)拓?fù)?編寫了拓?fù)渲貥?gòu)控制程序,并搭建了光伏系統(tǒng)短期預(yù)測實(shí)驗(yàn)平臺,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明完全重構(gòu)拓?fù)淇筛纳脐嚵兄g及陣列與逆變器之間的連接,可提高局部陰影和低光照度時(shí)分布式光伏系統(tǒng)輸出功率,短期功率預(yù)測算法具有較高的準(zhǔn)確率。 本文提出的模擬退火MPPT算法解決了單個(gè)光伏系統(tǒng)局部陰影輸出功率問題,完全重構(gòu)拓?fù)渫ㄟ^解決局部陰影和低光照度時(shí)陣列與逆變器之間功率不匹配問題提升了分布式光伏系統(tǒng)整體輸出功率。當(dāng)然,光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化問題是多方面的,聚光和追日系統(tǒng),光伏電池和逆變器都可作為輸出功率優(yōu)化對象,對這些設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)對功率優(yōu)化也具有重要作用。 【關(guān)鍵詞】:分布式 光伏 重構(gòu)拓?fù)?/strong> 優(yōu)化 預(yù)測
【學(xué)位授予單位】:浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號】:TM615
【目錄】:
  • 摘要5-7
  • ABSTRACT7-11
  • 第1章 緒論11-25
  • 1.1 課題研究背景、目的和意義11-12
  • 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)及最大功率優(yōu)化研究概況12-22
  • 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)基本原理及發(fā)展現(xiàn)狀12-14
  • 1.2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
  • 1.2.3 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化研究現(xiàn)狀15-22
  • 1.3 論文的主要研究內(nèi)容22-24
  • 1.4 本章小結(jié)24-25
  • 第2章 光伏陣列最大功率跟蹤技術(shù)研究25-49
  • 2.1 光伏電池理想條件下的最大功率跟蹤26-31
  • 2.1.1 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型及P-V特性26-28
  • 2.1.2 理想條件下MPPT控制方法28-31
  • 2.2 局部陰影遮擋光伏陣列最大功率跟蹤31-38
  • 2.2.1 光伏陣列局部陰影與陣列失配運(yùn)行分析31-33
  • 2.2.2 局部陰影條件下粒子群優(yōu)化最大功率跟蹤33-35
  • 2.2.3 應(yīng)用改進(jìn)模擬退火算法的光伏陣列局部陰影MPPT控制35-38
  • 2.3 局部陰影遮擋下兩種算法的MPPT仿真結(jié)果38-41
  • 2.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證41-48
  • 2.4.1 局部陰影遮擋MPPT算法的實(shí)驗(yàn)平臺搭建41-43
  • 2.4.2 局部陰影遮擋下兩種算法的MPPT實(shí)驗(yàn)結(jié)果43-48
  • 2.5 本章小結(jié)48-49
  • 第3章 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化49-81
  • 3.1 光伏系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu)分析50-54
  • 3.1.1 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的兩個(gè)問題51-54
  • 3.2 分布式發(fā)電系統(tǒng)的重構(gòu)開關(guān)拓?fù)浼翱刂品椒?/span>54-65
  • 3.2.1 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)陣列局部重構(gòu)及控制方法54-56
  • 3.2.2 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)陣列完全重構(gòu)拓?fù)浼捌鋽?shù)學(xué)模型56-60
  • 3.2.3 基于動態(tài)聚類的光伏陣列完全重構(gòu)拓?fù)淇刂品椒?/span>60-65
  • 3.3 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)重構(gòu)拓?fù)涞念A(yù)測65-74
  • 3.3.1 光伏陣列拓?fù)渫耆貥?gòu)預(yù)測控制分析65-68
  • 3.3.2 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)短期功率預(yù)測的自適應(yīng)模型68-73
  • 3.3.3 加入發(fā)電預(yù)測的陣列拓?fù)渲貥?gòu)控制方法73-74
  • 3.4 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)短期功率預(yù)測實(shí)驗(yàn)74-80
  • 3.5 本章小結(jié)80-81
  • 第4章 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)功率優(yōu)化控制的Matlab仿真81-89
  • 4.1 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)Matlab建模81-83
  • 4.2 可重構(gòu)拓?fù)渚垲惪刂品抡娼Y(jié)果83-89
  • 第5章 總結(jié)與展望89-92
  • 5.1 總結(jié)89-90
  • 5.2 展望90-92
  • 參考文獻(xiàn)92-95
  • 致謝95-96
  • 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果96


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