光伏課程設計---光伏發(fā)電(編輯修改稿)
2025-07-11 13:27 本頁面
【文章內容簡介】 時，電網給負載供電。光伏陣列將太陽能輻射能量轉換為直流電能，通過匯流箱 (直流配電箱 )傳送到與之相連接的逆變器的直流輸入端；逆變器采用 MPPT (最大功率跟蹤 )技術使光伏陣列保持最佳輸出狀態(tài)，同時將直流電轉換成為與電網頻率和相位均相同的交流電能，符合電 網并網發(fā)電的要求；逆變器發(fā)出的交流電能經過低壓配電就近接人建筑物配電網。光伏并網逆變器本身帶有數(shù)據采集和通訊功能，可以監(jiān)測光伏陣列的電壓、電流等直流側運行參數(shù)，電網的電壓、頻率、逆變器輸出電流、功率、功率因數(shù)等交流側運行參數(shù)，以及太陽輻射、風速、溫度等環(huán)境參數(shù)。將光伏電站中的逆變器通訊接口用數(shù)據總線連接，逆變器運行數(shù)據通過配套的監(jiān)控設備的匯總和存儲，再傳送到監(jiān)控計算機上，通過配套的專用監(jiān)測軟件提供給光伏電站工作人員使用。 1． 2 MWp光伏電站光伏發(fā)電系統(tǒng)圖 (單個機庫 )如圖 1所示。 型 關鍵設備的選型遵循高效性、先進性、成熟性和穩(wěn)定性的原則。主要設備均選用通過中國金太陽認證要求的產品。 (1)晶體硅組件。本工程采用國產高效率單晶硅鋼化玻璃層壓光伏組件，具體參數(shù)詳見表 1。 (2)并網逆變器。逆變器的選型必須符合《光伏系統(tǒng)并網技術要求》 GB／ T 19939— 2021的規(guī)定。本項目將采用通過中國金太陽要求認證的國產光伏并網逆變器 SG100K3型 11套。其轉換效率超過 95％ ，且所選用的光伏并網逆變器可靠性高，保護功能齊全，具有電網側高功率因數(shù)正弦波電流、無諧波污染供電、防孤島效應好等特點。并網逆 變器主要技術參數(shù)詳見表 2。 (3)光伏直流防雷匯流箱。采用光伏專用匯流箱，匯流箱內置接線端子、直流斷路器、直流防雷模塊及相關附件，采用 ABB專用光伏直流 1 000V直流防雷模塊。光伏陣列集線盒具有以下特點： ①防護等級 IP65滿足室外安裝的使用要求；② 同時可按人 l6路太陽電池串列，每路電流最大可達 10A；③接人最大光伏陣列的開路電壓值可達 DC900V；④熔斷器的耐壓值不小于DC1 000 V；⑤每路光伏陣列具有二極管防反保護功能；⑥配有光伏專用高壓防雷器，正極負極都具備防雷功能。直流防雷匯流箱參數(shù)詳見表 3。 傾角設計及陣列間距 (1)傾角 從氣象站得到的資料均為水平面上的太陽能輻射量，需要換算成光伏陣列傾斜面的輻射量才能進行發(fā)電量的計算。對于某一傾角固定安裝的光伏陣列，所接受的太陽輻射能與傾角有關，較簡便的輻射量計算經驗公式為： RB： S[sin(儀 +p)／ sina] 十 D 式中： R。為傾斜光伏陣列面上太陽能總輻射量； s為水平面上太陽直接輻射量； D為散射輻射量；為中午時分的太陽高度角； B為光伏陣列傾角。經計算并結合現(xiàn)場情況進行合理優(yōu)化，光伏陣列傾角為 25． 77。 (2)陣歹 U間足巨 為避免陣列之間遮陰，光伏電池組件陣列問距應不小于 D： D=0． 707H／tan[arcsin(0． 648cos~一 0． 399sin~)] 式中： 為當?shù)氐乩砭暥?，北半球為正，南半球為負?H為陣列前排最高點與后排組件最低 位置的高度差。計算得： D=919． 5 mm。根據現(xiàn)場情況及經驗，取光伏電池組件前后排陣列間距為 0． 95 m。太陽能光伏陣列布置見圖 2。 五 三相光伏發(fā)電系統(tǒng)并網仿真模型 光伏發(fā)電系統(tǒng)結構框圖如圖 1所示。系統(tǒng)可分為 3個部分：光伏電池陣列 (PV)、功率變換器和并網控制器，本文側重針對這三部分在 MATLAB仿真環(huán)境中建立仿真模型。 P V功 率 變 換 器并 網 控 制 器電 網直 流 側電 壓 、 電 流交 流 側電 壓 、 電 流 光伏發(fā)電并網系統(tǒng)結構 光伏電池陣列模型 當前光伏陣列 (PV)的仿真建模通常有 2種方法 ：基于光伏陣列物理機制和 外特性的建模方法。本研究主要基于 PV物理機制的數(shù)學方程結合其等效電路特點構建光伏陣列的仿真模型單個光伏電池等效電路模型圖 2(a)所示，經過等效電路變換，即可得任意 Np Ns 個光伏電池串、并聯(lián)所構成的光伏陣列 (PV)的電路模型，如圖 2(b)所示。 圖 2 光伏陣列方仿真模型 (a)單個光伏電池等效電路模型 (b) 串、并聯(lián)所構成的光伏陣列 (PV)的電路模型 光伏電池模塊的輸出特性方程： 式中： I為光伏電池的輸出電流； IL為 PN結電流； I0為反向飽和電流； V為輸出電壓； T為絕對溫度
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