2022年分布式光伏发电建模.docx

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1、精品学习资源第 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意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 稳固的安全带来了影响； 为明白决这类问题，一种高效、敏捷、牢靠、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 分散布置在用户邻近的高校、牢靠、清洁、可连续进展的发电技术；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、讨论和建设，有如下意义：1. 城市的大规模进展，使得新的配电线路开创越来越困难，而直接在用

2、户近旁安装分布式电源是一种很有效的替代方案；2. 对于偏远地区，可以依靠当地丰富的自然资源，挑选合理的分布式发电方式能够很有效的节省筹建投资达的电网；3. 随着电力市场的逐步推行，用户对供电牢靠性、电能质量以及电价的关注日益增加，而采纳分布式发电就有利于降低用户电价， 提高电能质量和供电牢靠性，同时满意用户多方面的要求，为用户供应更多的用电挑选；4. 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， 电源的节点类型显现了 PQ、PI、PV、PQV节点；含分布式电源的配电网潮流运算的作用是运算线路中的功率和欢迎下载精品学习资源电压，有时也会用来评估其并网后对配电

3、系统产生的影响， 并且是分析分布式电源对电网静态稳固性影响等其他讨论工作的基础， 因此讨论含分布式电源的配电网潮流运算有肯定的理论意义和有用价值；第 2 章 光伏电池特性及其仿真模型的建立2.1 光伏电池等效电路依据电子学理论，太阳电池的等效电路如以下图图 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=. -. -.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 = . -. .+.0. .-1 -.+ .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.光伏电池的并联电阻欢迎下载精品学习资源.光伏电池输出电压.光伏电池的串联电阻.光生电流.二极管特性因子.

4、0.二极管饱和电流.玻尔兹曼常数.流过二极管的电流.光伏电池温度.电子的电荷量表 2-1 光伏电池数学模型参数意义表2.2 光伏电池仿真模型的建立2.2.1 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 .、.0.、.、.、.，它们不仅与电池温度和日射强度有关，而且确定特别困难， 因此不便于工程应用， 也不是太阳电池供应商向用户供应的技术参数；工程用模型强调的是有用性与精确性的结合， 通常要求仅采纳供应商欢迎下载精品学习资源供应的几个重要技术参数， 如.、.、.、.，就能在肯定的精度下欢迎下载精品学习

5、资源复现列阵的特性，并能便于电脑分析；在近似简化前，需要考虑一下.和.：在光伏电池中，并联电阻 .阻值很大，而串联电阻 .阻值就特别小；由于 .和.是分别并联、串联在电路中的，因此在进行运算时就可以进行以下近似：欢迎下载精品学习资源1. 由于.很大，使得.+.远.小于光伏电池的电流， 通常将该项忽视，欢迎下载精品学习资源.就.欢迎下载精品学习资源. .+.欢迎下载精品学习资源I = . -.0.-1欢迎下载精品学习资源2. 考虑到 .通常远小于二极管正向导通电阻， 因此设定 . = .，. 就. .+.欢迎下载精品学习资源I = .-.0.-1欢迎下载精品学习资源此外，仍需要考虑光伏电池处于最

6、大功率点和开路状态情形条件下， 电压和电流的关系：1.处于最大功率点时， V = .，I = . ，就. .+.欢迎下载精品学习资源. = .-.0.-1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2.开路状态下， V = .，.I = 0，就欢迎下载精品学习资源. .+.欢迎下载精品学习资源0 = .-.0.-1欢迎下载精品学习资源综合以上对光伏电池数学模型的分析，可将式简化为.I = .1 -.1 .2. - 1.常温条件下 .2. 1，可忽视其中的 “ -1项”，解出 .1.，欢迎下载精品学习资源.1 = 1 -. .2.欢迎下载精品学习资源.再由开路条件下，有式，并把上式带入，可得.2，欢

7、迎下载精品学习资源.2 = .- 1.ln 1 -.欢迎下载精品学习资源本模型只需要输入太阳电池通常的技术参数.、. .、. . 、.，就可以依据式得出 .1 、.2 ，最终得出太阳电池的 I -V特性曲线；太阳电池 I -V特性曲线与光照强度和电池温度有关； 通常地面上光照强度S的变化范畴为 0-1000.2 ，太阳电池的温度变化较大， 可能为欢迎下载精品学习资源10-70；按标准，取.=.1000.2，.=.25为参考光强和参考电池温度；通过对参考光强和参考电池温度下 I -V特性曲线上任一点 V，I的移动，得到新光强和新电池温度下的 I -V特性曲线上任一点V，I 为：dT = T -.

8、欢迎下载精品学习资源.dI = a .+. .-1 .欢迎下载精品学习资源.dV = -bdT-.I = I + dI V = V -dV式中： a:参考日照强度下的电流温度系数b:参考日照强度下的电压温度系数2.2.2 光伏电池的 simulink 模型以下图是依据上文中的数学模型建立的光伏电池simulink 模型；图 2-2 simulink 光伏电池模型欢迎下载精品学习资源对上图光伏电池模型进行封装如以下图； 封装之后仍需针对其内部可变参数进行提取和关联以便无需打开封装系统就可以对光伏电池模 型参数进行设置；关联好的参数设置输入窗口如图；图 2-3 simulink光伏电池封装子系统欢

9、迎下载精品学习资源图 2-4 simulink 光伏电池参数设置对话框至此光伏电池内部建模终止，本文采纳的光伏板数据如表所示最大功率 Pm欢迎下载精品学习资源最大功率点处电流Im 最大功率点处电压Um 短路电流 Ics开路电压 Uoc53.5A13.74A2欢迎下载精品学习资源参考日照强度下的电流温度系数0.0065参考日照强度下的电压温度系数0.08欢迎下载精品学习资源串联电阻0.5表 2-2 仿真用光伏板参数图 2-5 光伏电池输出特性仿真图图 2-6 光伏电池 I-V、P-V 输出特性图左为I-V 图，右为 P-V 图通过对仿真曲线与光伏电池实测曲线比照证明白仿真曲线可以较为精确的反映光伏电池的物理特性；欢迎下载