农业节能灌溉光伏发电论文范文

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1基于PVsyst的100kW光伏并网电站构建

1.1在PVsyst中导入当地气象数据并且输入相关参数后，该系统能够模拟当地的实际气候等条件进行数据处理，得出仿真的详细过程、使用的模型以及输出功率，并给出相关的分析报告。以新疆阿拉尔的实际年日照情况为基础，模拟仿真光伏发电及其并网情况预测，为后续实际并网提供理论基础。

1.2100kW光伏并网电站构建计算100kW光伏并网电站包括集中电站并网系统和数据采集及监控系统。集中电站光伏并网系统由太阳能电池方阵、光伏接线箱、直流配电、集中逆变器、交流配电系统等组成。集中电站系统的太阳能电池方阵由3个完全相同的太阳能电池子方阵组成，总容量约为102.9kW，每个方阵由14×7电池组有序排列，具有一定的朝南的倾角和偏东方位角，每块电池板功率350W。所有子方阵的直流输出汇集入一台安装于控制室内的直流配电柜，并经过并网逆变器系统和变压器将电能并入电网。数据采集系统由并网光伏发电站关键数据采集系统和气象数据采集系统构成。并网光伏发电站关键数据由集中并网逆变器采集存储，主要采集直流侧电压、电流，电网各相电压、电流，每日发电量、总发电量等；气象数据则由专门采集系统进行采集存储，主要采集的数据包括风向、风速、雨量、环境温度、组件温度和辐照等。采集的这些数据可在控制室的上位机中显示存储，并实时监测现场的发电状况。光伏并网电站系统结构图如图1所示。

2光伏并网电站(100kW)仿真研究

2.1设计所需相关信息根据阿拉尔的地理位置，采集相关信息：东经81.3°，北纬40.5°，海拔高度1070m，气候区域为Ⅲ；采用交流并网输出；并网电压为交流，10.5kV，频率50Hz；当地环境条件：气候干燥，无遮阳(理想条件下)。

2.2系统设计在PVsyst中对光伏系统仿真分析，首先寻找阿拉尔垦区的信息，找到阿拉尔地区安装地点的经纬度，然后利用meteonorm6.0软件计算该地点10年的气象参数，并保存为ALARhour.dat，最后点击PVsyst主界面的Tools然后导入数据。再根据阿拉尔当地的漫反射数值选择为0.2，同时根据光伏组件采用固定倾斜角安装(Fixedtitedplane)，倾斜角度可以根据设计要求或选择能量损失最小来确定。仿真实验中根据能量损失最小确定倾斜角(Tiltangle)为56°，方位角为0°(正南方)，设置如图2。通过软件对光伏阵列模块进行布局后，对阵列出现遮光情况进行模拟分析，先定义了阴影部分，然后对阴影部分进行了分析如图3和图4。根据系统要求选择变压器、各光伏组件，并设4个PV方阵，组件数量294个，在PVsyst软件中输入参数，得100kW光伏阵列仿真分析图5，其中PV阵列的生成数据列表1中所示。从图5的仿真图中可以看出，仿真后逆变器工作电压为AC450-850V，最大功率95kW。通过软件仿真后生成报告如图6和图7，光伏阵列年平均输出的有效能量为147896kWh/a，注入电网的能量为142443kWh/a。应用软件仿真模拟出的100kW光伏并网电站的结构图，该结构图主要有PV阵列、逆变系统、用户三部分组成，如图8。PV阵列设计效果如图9所示。通过PVsyst构建阿拉尔地区110kW并网光伏电站的仿真研究，对于光伏并网技术有了更加深入的认识，从而为阿拉尔地区大型光伏电站的建立提供理论支持和技术保障。

3结论

在光伏发电系统设计方面，基于PVsyst软件，通过搜集阿拉尔地区相关地理气象数据资料，进行了100kW光伏并网电站的仿真研究得到：1）在东经81.3°，北纬40.5°条件下，逆变器工作电压为AC450~850V，功率为90kW，效率为90%。2）100kW伏阵列年平均输出的有效能量为147896kWh/a，注入电网的能量为142443kWh/a。由此可见，由于阿拉尔垦区的日照时间长，在该地区建立大型光伏电站在理论上是可行的，为农业节水灌溉提供新能源。

作者：李建军王伟单位：塔里木大学机械电气化工程学院