太阳能光伏发电系统设计及供电系统优化方法研究

zhaohongm

太阳能光伏发电系统设计及供电系统优化方法研究
摘要
以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用以及环境污染问题的日益严重
将愈来愈不适应可持续发展的需要，加速开发利用以太阳能为主题的可再生能源已成为
人们的共识。太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光生伏打效应，将太阳
光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。利用洁净的太阳光能的光伏发电技术有
着十分广阔的应用前景。
本文首先介绍了光伏系统的发电原理、组成及分类，并设计了一套太阳能光伏发电
系统，且将其成功运用于猪岛和湖平岛发电，为我国用太阳能光伏发电技术解决无电区
的供电问题作出了贡献，并积累了宝贵的经验。
在此基础上，本文以提高光伏系统的经济运行为原则，从理论上对蓄电池组进行了
研究。根据蓄电池的容量与放电电流的关系，即蓄电池放电电流不同，所能够放出的容
量也不相同，放电电流越大，能够放出的电量越小，提出了一种电流控制的蓄电池组动
态管理策略，着重于通过添加间歇时间和容量驱动机制，完成由一组蓄电池到另一组蓄
电池的切换过渡，从而延长蓄电池组的使用寿命。
光伏系统中逆变器输出的220VAC电能通过低压架空线路送到终端用户，低压电网
拓扑结构的优化可以降低光伏系统的运行成本。最后本文创造性地将变电站供电范围用
K一means聚类算法分成若干个较小的分区，并在每个小分区内用改进的最小生成树算法
进行低压电网拓扑结构优化，从而完成了对整个太阳能光伏电站供电网络的整体优化。
经过MATLAB程序调试与仿真表明，线损有所降低，提高了光伏系统中电能的利用率。
关键词:光伏系统;蓄电池组动态管理策略;K一means聚类算法;最小生成树;
低压电网拓扑结构优化