研究目的
为并网光伏系统制定一套系统化方法,以计算光伏板与逆变器之间的最佳配比,在考虑当地气候条件和电压系统的前提下,以最优成本吸收最大可能功率。
研究成果
所开发的方法能有效确定不同地理区域的光伏-逆变器最佳功率比,在最小化成本的同时实现最大功率提取。研究发现1500V系统优于1000V系统,所需光伏阵列规模更小且更具经济性,尤其在某些情况下无需升压变压器。
研究不足
该方法依赖年度数据,未考虑可能影响最佳容量配置的天气季节性变化。其假设光伏板安装固定不变,且未纳入动态变化因素。模拟基于特定变压器和逆变器型号,若采用不同设备,结果可能会有所差异。
1:实验设计与方法选择:
本研究基于年度辐照度和温度数据,采用系统化方法建立光伏功率曲线模型并优化光伏-逆变器比例。通过在SAM和MATLAB环境中进行模拟,分析不同天气条件和逆变器容量下的功率提取情况。
2:样本选择与数据来源:
从太阳能顾问模型(SAM)获取美国四个气候各异州(威斯康星州、亚利桑那州、华盛顿州、田纳西州)的年度逐小时辐照度与温度数据。
3:实验设备与材料清单:
光伏组件、逆变器、变压器(如240:
4:
4
5:
4480变比)及仿真软件(SAM、MATLAB)。
6:实验流程与操作步骤:
针对各州运用公式(1)-(7)生成光伏功率曲线。图2流程图根据气象数据划分运行模式(电流限制、最大功率点、电压限制、不可提取)。计算年度累计时间及功率。通过调整逆变器容量和变压器变比优化成本函数。
7:数据分析方法:
分析累计功率与时间占比、可传输功率及单位功率成本。通过优化求解功率比最小成本值。
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获取完整内容-
Solar Advisor Model
SAM
National Renewable Energy Laboratory
Performance and financial modeling for renewable energy systems, used to simulate PV systems and source weather data.
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MATLAB
MathWorks
Simulation environment for data analysis and modeling of PV systems.
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Inverter
Converts DC power from PV panels to AC power for grid connection, with voltage and current limitations affecting power extraction.
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Transformer
240:480, 380:480, 480:480
Boosts or isolates voltage to match grid requirements, influencing the acceptable voltage range for power transfer.
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PV Panel
Generates DC power from solar irradiance, with output dependent on weather conditions.
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