光伏发电系统高效电能变换技术研究

【摘要】： 随着化石能源的日益枯竭,环境污染的日益严重,新能源的使用受到越来越多的关注。太阳能凭借其多方面的优点,在新能源的开发利用中脱颖而出。太阳能的应用方法有多种,其中利用太阳能发电成为目前主要的应用方式。 本论文是针对光伏发电系统高效电能变换技术所做的研究,利用MATLAB软件,建立基于理论分析的光伏发电系统的仿真模型。主要由气象条件模块、太阳日辐射曲线模块、带MPPT跟踪的光伏阵列模块、逆变器能量变换仿真模块组成。分别对光伏电站的固定式安装方式、平单轴跟踪方式、斜单轴跟踪方式做了研究,比较了不同跟踪方式提高发电量的效果。对现在做太阳能资源分析的二款软件-PVSYST和PVSOL做了详细分析,并与仿真模型进行对比,用此来修正和改善仿真模型。最后,针对本论文的研究项目,对本文介绍的光伏发电系统高效电能变换的方法进行了小结：本文建立的仿真模型可以较准确的模拟平单轴、斜单轴跟踪方式,较好的做出发电量的估算,可以在结合经济效益的评估后,给出选择跟踪方式的方法。 【关键词】：光伏发电系统 MATLAB 日辐射曲线 跟踪方式
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM615
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 序8-12
• 第一章 引言12-20
• 1.1 光伏发电12-13
• 1.2 国内外发展现状13-14
• 1.3 光伏发电系统应用发展14-15
• 1.4 光伏发电系统的类型15-17
• 1.5 关键技术17-18
• 1.6 论文的主要研究工作18-20
• 第二章 太阳能资源探究20-28
• 2.1 传统研究方法20-21
• 2.2 数据来源21
• 2.3 研究方法21-24
• 2.3.1 理想大气中直接辐射计算21-22
• 2.3.2 理想大气中散射辐射计算22
• 2.3.3 气象因子影响下的直接辐射计算22-23
• 2.3.4 气象因子影响下的散射辐射计算23
• 2.3.5 太阳日辐射曲线23-24
• 2.4 太阳日辐射曲线模拟结果24-28
• 2.4.1 仿真分析25-26
• 2.4.2 仿真结论26-28
• 第三章 固定式并网光伏阵列最佳倾角28-34
• 3.1 倾斜面上的太阳辐射能量28-31
• 3.1.1 倾斜面上太阳光线的入射角28-29
• 3.1.2 倾斜面上太阳直接辐射能量29-30
• 3.1.3 倾斜面上总太阳辐射能量30-31
• 3.2 固定式并网太阳能电池阵列的最佳倾角31-32
• 3.3 仿真结果32-34
• 第四章 光伏系统发电量的研究34-43
• 4.1 太阳能电池的仿真模型34-39
• 4.1.1 晶体硅和CIS电池等效电路34-37
• 4.1.2 薄膜电池等效电路37-38
• 4.1.3 太阳能电池仿真模型38-39
• 4.2 光伏阵列最大功率跟踪39-40
• 4.3 太阳能电池阵列日、年发电量的计算40-41
• 4.3.1 太阳能电池阵列每日瞬时发电量计算40-41
• 4.3.2 太阳能电池阵列日、年发电量计算41
• 4.4 逆变器的仿真模型41-43
• 第五章 常用光伏系统仿真软件比较43-51
• 5.1 PVSYST43-44
• 5.1.1 光辐射模型43
• 5.1.2 PVSYST所用光伏电池模型43-44
• 5.1.3 阵列损耗44
• 5.2 PVSOL44-45
• 5.3 PVSYST与PVSOL仿真比较45-51
• 5.3.1 分别利用PVSYST和PVSOL的数据计算45-47
• 5.3.2 引用PVSOL的辐射数据,进行PVSYST的数据计算47-51
• 第六章 跟踪系统发电量仿真51-65
• 6.1 平单轴系统51-53
• 6.2 斜单轴系统53
• 6.3 双轴跟踪系统53-54
• 6.4 跟踪系统的仿真54-57
• 6.4.1 平单轴跟踪系统仿真55-56
• 6.4.2 斜单轴跟踪系统仿真56-57
• 6.4.3 双轴跟踪系统仿真57
• 6.5 仿真结果57-64
• 6.5.1 仿真假设条件57-58
• 6.5.2 仿真分析58-64
• 6.6 固定式光伏系统、平单轴和斜单轴跟踪光伏系统经济性比较64-65
• 第七章 总结65-67
• 7.1 实验结论65
• 7.2 存在的问题65-67
• 参考文献67-68
• 作者简历68-70
• 学位论文数据集70

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