基于阴影仿真的光伏发电优化研究

【摘要】：在光伏发电系统中，经济效益是光伏发电系统能否得到大力推广的重要因素，目前的光伏发电系统成本还不能实现平价上网，甚至比普通电价高出几倍，但随着光伏发电系统的发展，相信在不久的将来光伏发电成本将会大大降低，达到平价上网的要求甚至更低。而在发展中运用到的必要工具就是计算机仿真和辅助软件技术，首先应该选择仿真平台软件，它是实现仿真和辅助设计的基础。本文选用专业光伏软件PVSYST作为光伏发电系统的仿真软件，运用MATLAB软件作为光伏系统仿真数据优化软件，优化仿真实验数据，求取目标值。 本文首先指出在相同的面积里，系统发电效率最高和发电量最多并不是最佳经济效益的观点，并提出新的最佳经济效益的定义：即系统发电总量与系统均价的比值，换句话说，光伏发电系统不仅成本要低，而且发电量也要多。本文主要讨论的阴影模型是阵列间的遮挡产生的阴影现象，即通过改变光伏阵列间距改变阴影范围变化。根据负载情况和安装地理位置设计了一套合适的独立光伏发电系统，借助PVSYST软件搭建仿真模型，并对固定式、双轴跟踪式两种模型分析进行无阴影、阴影的仿真研究，得出阵列间距与系统发电量的关系。最后，结合光伏系统参数成本因素得出发电量与成本的数据对应关系，运用MATLAB软件寻找那个发电量较大而成本又较小的最佳经济效益目标值。通过对固定式和双轴式两种模型的仿真证明观点本文创新观点的正确性，并也得出双轴式模型优于固定式模型的结论。这些研究对实现光伏发电系统的经济效益最大化具有实际指导意义。 【关键词】：光伏阴影 阵列间距 PVSYST仿真 经济成本 MATLAB优化
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 课题的研究背景7-9
• 1.1.1 人类面临的能源危机7-8
• 1.1.2 太阳能发电的特点8-9
• 1.2 国内外光伏发电状况9-13
• 1.2.1 国外光伏发电现状10-11
• 1.2.2 国内光伏发电现状11-13
• 1.3 课题的提出与意义13-14
• 1.4 本文研究的主要内容14-15
• 第二章 光伏发电系统的类型以及组成15-24
• 2.1 光伏发电系统的分类15-18
• 2.1.1 离网光伏发电系统15-16
• 2.1.2 并网光伏发电系统16-17
• 2.1.3 太阳能光伏扬水系统17-18
• 2.2 光伏发电系统的组成18-22
• 2.2.1 太阳能电池组件18-19
• 2.2.2 蓄电池19-20
• 2.2.3 充放电控制器20-21
• 2.2.4 逆变器21
• 2.2.5 支架21-22
• 2.3 本章小结22-24
• 第三章 离网光伏发电系统的初步设计24-34
• 3.1 离网光伏发电系统的设计流程24
• 3.2 离网光伏发电系统的初步设计24-33
• 3.2.1 场地参数分析24-26
• 3.2.2 倾斜角和方位角26-28
• 3.2.3 负载分析28
• 3.2.4 太阳能电池阵列28-29
• 3.2.5 蓄电池组29-30
• 3.2.6 控制器30-31
• 3.2.7 逆变器31-32
• 3.2.8 阵列间距32-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第四章 固定、双轴跟踪式的阴影仿真34-45
• 4.1 PVSYST 软件介绍34-35
• 4.2 固定式、双轴跟踪式的无阴影仿真35-39
• 4.2.1 固定式无阴影仿真35-38
• 4.2.2 双轴跟踪式无阴影仿真38-39
• 4.3 固定式、双轴跟踪式的阴影仿真39-44
• 4.3.1 阴影模型的产生和设置39-40
• 4.3.2 固定式阴影仿真40-43
• 4.3.3 双轴跟踪式阴影仿真43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 阴影模型的经济分析以及阵列优化45-53
• 5.1 系统成本分析45-46
• 5.2 阴影模型效益分析46-49
• 5.2.1 固定式阴影模型效益分析46-48
• 5.2.2 双轴跟踪式阴影模型效益分析48-49
• 5.3 阴影模型的阵列优化49-52
• 5.3.1 优化方法介绍49
• 5.3.2 固定式阴影模型阵列优化49-51
• 5.3.3 双轴式阴影模型阵列优化51-52
• 5.3.4 两种模型的阴影优化比较52
• 5.4 本章小结52-53
• 第六章 结论和展望53-55
• 6.1 结论53
• 6.2 展望53-55
• 参考文献55-57
• 个人简历 在读期间发表的学术论文57-58
• 致谢58

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