太阳能并网发电系统的仿真研究毕业论文

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1、武汉纺织大学毕业论文太阳能并网发电系统的仿真研究1引言1.1本课题的研究背景和意义太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kW/m2。地球赤道的周长为40000km，从而可以计算出，地球获得的能量可达17300TW。在海平面上的标准峰值强度为1kW/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kW/m2，相当于有102000TW的能量，人类依赖这些能量维持生存。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达137000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于5

2、00万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳，即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上来说，也是远古以来储存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是采用太阳电池将光能转换为电能的发电方式，而且随着技术不断进步，光伏发电有可能是最具发展前景的发电技术之一。与化石能源、核能、风能和生物质能发电技术相比，光伏发电具有一系列特有的优势，主要可归纳如下：1、发电原理具有先进性：即直接从光子到电子转换

3、，没有中间过程和机械运动，发电形式极为简洁。因此，从理论上分析，可得到极高的发电效率，最高可达80%以上。由于材料和工艺的限制，实验室研究的单个pn结单晶硅电池效率最高已经接近25%；而多个pn结的化合物半导体电池已经超过40%。从原理分析计算和技术发展潜力来看，经过10～20年的努力，太阳电池转换效率达到30%～50%是可以实现的；2、太阳能资源的无限和分布特性：太阳能辐射取之不尽、用之不竭，可再生并清洁环保；太阳普照大地，无处不在，无需运输，最重要的是绝无任何国家实施垄断和控制的可能；3第42页共42页武汉纺织大学毕业论文、没有资源短缺和耗尽问题

4、：所用的主要硅材料储量丰富，为地球上除氧之外排列第二的元素，达到26%之多；4、光伏发电与自然的关系：没有燃烧过程，不排放温室气体和其他废气，不排放污水，环境友好，做到真正的绿色发电；5、没有机械旋转部件：不存在机械磨损，无噪音；6、建造和拆卸特性：采用模块化结构易于建造安装、拆卸迁移，规模大小随意，并且易于随时扩大发电容量；7、使用性能和寿命问题：经数十年应用实践证明：光伏发电特性稳定、可靠，使用寿命长（30年以上）；8、维护管理问题：可实现无人值守，维护成本低。由于太阳能光伏发电目前的成本较高，近期在国内的大规模推广应用还存在一定的困难，但是，从

5、长期来看，随着技术的进步，以及其它能源利用形式的逐渐饱和，到2050年前后，太阳能将成为主流能源利用形式，有着不可估量的发展潜能。世界光伏产业和市场在严峻的能源形势和人类生存环境（地球变暖）形式的压力下，自20世纪90年代后半期起进入了快速发展时期，世界太阳能电池产量逐年增长，过去10年的平均年增长率达到38%，超过了信息技术产业，已成为世界上发展最快的产业之一。2008年世界太阳电池的产量更是高达7.9GW，比2007年增长98%，世界太阳电池的年增长率已经连续十年超过30%。2007年我国的太阳电池产量约为2.6GW，市场份额超过30%。2009

6、年全球太阳电池的产量约为10GW，而同年我国产量超过4GW，市场份额超过40%。可见，全球和我国的太阳电池产量保持了高速的增长[1]。1.2光伏并网发电技术的发展光伏发电系统可以分为光伏离网发电系统、光伏并网发电系统和风光互补发电系统。其中光伏并网发电系统又细分为与建筑相结合的光伏发电系统（BIPV）和大规模荒漠/开阔地光伏电站两类。光伏并网发电系统已经成为光伏发电市场的主流，目前占到世界光伏发电市场的80%以上。1.2.1国内外光伏并网发电技术的发展光伏并网发电系统可以按照电网接入点分为配电侧（低压400V/230V）并网光伏发电系统和输电侧（10

7、kV/35kV/110kV）并网光伏发电系统。第42页共42页武汉纺织大学毕业论文在城市中的光伏并网发电系统的并网点一般在电网的配电侧，也称作分布式发电系统，其特点如下：1、电流是双向的，可以从配电网取电，也可以向配电网送电；2、大部分光伏电量直接被负载消耗，自发自用；3、分“上网电价”方式（双价制）和“净电量”方式（平价制）；4、大部分安装在建筑物上，安装功率受建筑物面积和并网点容量的限制，从1kW到数百千瓦不等。输电侧光伏并网发电系统大都安装在不能用作农田的开阔地或荒漠地，有时也安装在大型建筑物上，其特点如下：1、电流是单方向的，且并入高压电网；

8、2、不能自发自用和“净电量”计量，只能给出“上网电价”；3、一般功率很大，规模从1MW到几百兆瓦，甚至更大；