分布式光伏发电建模.docx

第1章绪论
随着负荷的快速增长以及电力市场的逐步推行,传统的集中式发电已经不能满足当今社会对能源及电力供应的需求。近年来,集中式发电收到其自身缺陷的限制,对电力供应的稳定的安全带来了影响。为了解决这类问题,一种高效、灵活、可靠、经济的发电方式应运而生,即分布式发电技术。
分布式发电技术通常指发电功率在数千瓦至数兆瓦的小型模块化且分散布置在用户附近的高校、可靠、清洁、可持续发展的发电技术。分布式电源主要包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏发电和风力发电等新能源。分布式电源的开发、研究和建设,有如下意义:
城市的大规模发展,使得新的配电线路开辟越来越困难,而直接在用户近旁安装分布式电源是一种很有效的替代方案。
对于偏远地区,可以依靠当地丰富的自然资源,选择合理的分布式发电方式能够很有效的节约筹建投资达的电网。
随着电力市场的逐步推行,用户对供电可靠性、电能质量以及电价的关注日益增加,而采用分布式发电则有利于降低用户电价,提高电能质量和供电可靠性,同时满足用户多方面的要求,为用户提供更多的用电选择。
分布式电源成为了一种以电网最大经济为目的的调频、调峰的手段。
由于分布式电源的引入,电源的节点类型出现了PQ、PI、PV、PQ(V)节点。含分布式电源的配电网潮流计算的作用是计算线路中的功率和
电压,有时也会用来评估其并网后对配电系统产生的影响,并且是分析分布式电源对电网静态稳定性影响等其他研究工作的基础,因此研究含分布式电源的配电网潮流计算有一定的理论意义和实用价值。
第2章光伏电池特性及其仿真模型的建立
光伏电池等效电路
根据电子学理论,太阳电池的等效电路如图所示
图2-1 光伏电池等效电路图
太阳能光伏电池的发电状态的电流方程为:
I=Iph-Id-Ish
由电子学理论可知,太阳能光伏电池的数学模型可等效为:
I=Iph-I0eqV+RsIAKT-1-V+RsIRsh
其中,参数意义如下:
符号
意义
符号
意义
I
光伏电池输出电流
Rsh
光伏电池的并联电阻
V
光伏电池输出电压
Rs
光伏电池的串联电阻
Iph
光生电流
A
二极管特性因子
I0
二极管饱和电流
K
玻尔兹曼常数
Ish
流过二极管的电流
T
光伏电池温度
q
电子的电荷量
表2-1 光伏电池数学模型参数意义表
光伏电池仿真模型的建立
工程用光伏电池的数学模型
上式是基于物理原理的太阳能电池最基本的解析表达式,已被广泛应用于太阳电池的理论分析中,但表达式中的5个参数,包括Iph、
I0、Rs、Rsh、A,它们不仅与电池温度和日射强度有关,而且确定十分困难,因此不便于工程应用,也不是太阳电池供应商向用户提供的技术参数。
工程用模型强调的是实用性与精确性的结合,通常要求仅采用供应商提供的几个重要技术参数,如Isc、Voc、Im、Vm,就能在一定的精度下复现列阵的特性,并能便于计算机分析。在近似简化前,需要考虑一下Rs和Rsh:在光伏电池中,并联电阻Rsh阻值很大,而串联电阻Rs阻值则非常小。由于Rs和Rsh是分别并联、串联在电路中的,因此在进行计算时则可以进行以下近似:
由于Rsh很大,使得V+RsIRsh远小于光伏电池的电流,通常将该项忽略,则
I=Iph-I