光伏微网优化与运行控制研究

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1、分类号密级单位代号10256学号15107004硕士学位论文DissertationforMaster’sDegree光伏微网优化与运行控制研究学位申请人：于文英指导教师：刘永生教授学科专业：动力工程及工程热物理可再生能源科学与工程学位类别：工学硕士所属院系：能源与机械工程学院2018年3月分类号密级单位代号10256学号15107004上海电力学院硕士学位论文光伏微网优化与运行控制研究学位申请人：于文英指导教师：刘永生教授学科专业：动力工程及工程热物理可再生能源科学与工程学位类别：工学硕士所属院系：能源与机械

2、工程学院2018年3月摘要光伏微网优化与运行控制研究摘要本文主要分析了光伏微网的控制策略，并以一套实际光伏屋顶系统研究了光伏发电系统的经济效益和环境效益，给出了不同辐照量等级下倾斜面与水平面的比值函数式，并且运用支持向量机的方法预测了光伏系统发电量，具体如下：第一章主要介绍了光伏微网的概念、国内外的研究进展和光伏产业的发展现状。并分析总结了各分布式电源类型及其特点，以及一些钙钛矿和染料敏化等新型太阳能电池的研究进展。第二章主要研究了光伏发电系统的最大功率跟踪输出对系统的发电效率、能源利用率和运行成本产生的影响。

3、辐照度、温度和其它外界环境的突变会时刻影响着光伏系统的输出功率，而现有的光伏系统最大功率跟踪模型在跟踪速度、精度以及应对环境的突变都有一定的局限。因此，本节利用滑模控制较快的响应速度和高鲁棒性等优点，前级采用Boost电路变换器，提出了一种有考虑等效控制律的改进滑模控制来改善这种局限。通过Simulink仿真得出改进后的滑模控制使光伏系统的的最大功率跟踪时间降到6e-4s，单相并网和三相并网的谐波电流畸变率分别降到0.47%和2.32%。第三章主要分析了由于分布式发电种类多样，运行特性有很大的差距，运行环境比较

4、复杂，微网的控制不仅可以增加系统的可靠性，而且可以间接有效的提高其经济效益和环境效益。因此主要研究了不同微网的控制特点和控制策略，并探讨了微网控制的关键技术及其前景与挑战。I摘要第四章主要通过多年连续不断的监测、收集和整理，得出上海地区的5°/0°、10°/0°、15°/0°、20°/0°和25°/0°的年辐照量比值。并通过研究相近纬度地区的各月辐照量，计算出了不同辐照量等级下的比值函数式。第五章主要对光伏系统在设计时前期需要勘测的信息、离网和并网系统的容量大小、组件串并联数、蓄电池容量等进行分析设计。此外，引

5、入生命周期评估（LCA）、能源投资回收期（EPBT）、能源投资回报率（EROI）、温室气体排放率（GHG/kWh）和温室气体回收期（GPBT）来评估系统的可持续性。同时分析了不同地方的补贴方案对光伏经济效益和综合效益的影响。PM2.5和粉尘对光伏系统生命周期中的环境效益也有很大的影响，因此还计算了灰尘和PM2.5的排放量和环境价值。第六章主要对光伏系统的发电量进行研究，由于光伏系统的发电量主要受太阳辐射强度的影响，而云量、温度和风等其它因素也能对其造成一定的影响。为了减少分布式电网在并网时对大电网的冲击，有利于

6、电力调度，需要有效的对光伏系统发电量做出预测。本章节采用支持向量机的方法，对一个实际光伏系统的历史发电数据进行逐天发电量训练和预测。第七章对以上内容进行了总结，并对目前光伏市场面临的困难及需要解决的关键性问题进行总结分析。对光伏系统未来市场的发展和技术创新进行展望。关键词：光伏系统控制，最大功率跟踪，光伏系统设计，光伏发电量预测。IIABSTRACTRESEARCHONTHEOPTIMIZATIONANDOPERATIONCONTROLFORPVMICRO-GRIDABSTRACTThispapermainly

7、analyzesthecontrolstrategyofphotovoltaicmicro-gridandstudiestheeconomicbenefitsandenvironmentalbenefitsofphotovoltaicpowergenerationsystemswithasetofactualphotovoltaicroofsystems.Andtheratiofunctionofinclinedplaneandhorizontalplaneunderdifferentirradiancelev

8、elsisgiven.Useofsupportvectormachinemethodtopredicttheamountofphotovoltaicpowergeneration,asfollows:Thefirstchapterintroducestheconceptofphotovoltaicmicro-gridandthestatusofdevelopmentathomeanda