离网式太阳能光伏发电论文范文

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1离网式太阳能光伏发电系统的优化措施

1.1优化蓄电池设计过程通常铅酸蓄电池的标称容量是在环境温度为25°C时标定的。当环境温度下降时，蓄电池容量会随之降低。温度下降到0℃时，蓄电池容量降为标称容量的90%~95%，-10℃时降为标称容量的80%~90%，-20℃时降为标称容量的70%~80%。此外，通常浅循环蓄电池的最大允许放电深度为50%，深循环蓄电池的最大允许放电深度为80%。低温条件下，蓄电池中的电解液凝结点会升高，存在凝固失效的风险。此时即使使用深循环蓄电池，最大放电深度也无法达到80%，故对蓄电池进行深度放电则会造成永久性损伤。因此，若离网式光伏发电系统建设在严寒地区，就必须适当地减小蓄电池最大允许放电深度值以延长蓄电池使用寿命。在设计离网光伏发电系统时应考虑所在区域最低平均温度对蓄电池性能的影响，通过查询蓄电池生产商提供的蓄电池温度-容量关系图和温度-最大放电深度图，找到相应温度下的蓄电池容量修正系数和最大允许放电深度修正蓄电池容量。

1.2优化光伏阵列最大输出功率跟踪算法由于现有最大输出功率跟踪算法的最大缺陷就是采用的数学模型过于简化且未考虑环境变化对最大功率点的影响，因此，在设计最大输出功率跟踪算法时，如果能将光伏阵列模型和最大输出功率跟踪算法有效地结合起来，构建起能够根据实时改变的光照强度和温度给出此时理论最大功率点的光伏阵列模型，然后以此功率为参考点，调整实际最大功率点则能够极大程度低提高最大输出功率跟踪算法对真实最大功率点的捕捉能力。这一过程实际上是一个动态优化问题，因此设计的跟踪算法应该具有快速响应的特点。

1.3优化光伏逆变器设计过程作为逆变器的核心部件之一的高频磁性元件变压器主要用于电压变换、磁能转换、电压变换和电气隔离。其性能好坏直接影响系统的发热和效率，因此设计磁性元件时应重点把握磁芯设计和绕组设计，从变压器工作特性和成本的角度分析，铁氧体材料是最佳逆变器磁芯选择。对比传统控制策略的优缺点，影响逆变系统控制性能的主要因素是死区效应和非线性负载，因此，在设计逆变器控制算法时可围绕这两大因素进行展开以实现高稳定性的逆变控制。总之，优化光伏逆变器应从逆变器整体架构改进展开，结合材料选择和控制部分的设计来提高光伏逆变器的整体性能。

2离网式太阳能光伏发电系统应用实例

2.1工程简介某市供电局旨在为山区内不方便架线的用户安装太阳能发电系统。光伏发电系统选址位于该市江北山区内，三面环山且东西两侧山体较高，日照时间仅为上午9点至下午2点。用户负载主要包括照明灯具和电视机，平均用电量0.9kWh。根据用户需求，本系统按照冬季日均供电量1kWh，夏季日均供电量2kWh进行设计。由于当地地势原因光照时间短，且冬季太阳辐射较少，再考虑光伏发电的效率问题，系统方案设计时适当加点裕量。

2.2系统方案设计根据用户要求，本方案为离网式光伏发电系统。系统各模块设计如下：本系统连续阴天数按照3天考虑，峰值日照小时数偏重于冬季，按照2.5小时考虑，蓄电池的充电效率按照70%考虑，逆变器效率按照90%考虑，通过计算，电池组件的总容量为1906W，考虑组件的匹配问题，选用多晶245的组件8块，容量总计1960W。光伏阵列布置需注意避让建筑、山脉阴影的影响。根据场地西边山高的特点，为了获得日发电量最佳，组件的方位角原则上垂直于组件表面的法线朝南偏东。组件倾角以冬季发电量大为原则，选择40°左右。系统中储能选用光伏专用蓄电池，根据现有条件通过计算蓄电池的容量最小可以配置150Ah的电池，但由于冬季日照时间较短，考虑阴天太阳能发电较少，用户继续用电的情况下，为了保证冬季用电量和蓄电池的使用寿命，选用200Ah的蓄电池，当然，夏季时由于光照时间增加，可能会出现少部分弃电情况。蓄电池电压选择48V，蓄电池组由12V的蓄电池串联而成，故每串需要4块蓄电池串连达到48V。选用4块单体为12V200Ah的蓄电池，共1串，蓄电池总容量为48V，200Ah。按照250W的日用平均负载计算，可以选用600W的逆变器，考虑酷夏和寒冬时，用户可能会增加取暖或御寒电器，另外预留一定的负荷增加空间，故选用1000W的逆变器。系统整体配置清单如表1所示。

3结论

在离网式光伏发电系统不断发展的背景下，对离网式光伏发电系统进行优化已经成为一项重要课题。然而目前的离网式光伏发电系统存在蓄电池设计不准确、最大输出功率点跟踪困难和光伏逆变器性能不稳定等问题，因此需要具体问题具体分析，通过科学合理的优化措施有效提高离网式光伏发电系统的安全性和可靠性，促进光伏发电系统的可持续发展。

作者：徐建明单位：国网浙江东阳市供电公司