基于微型逆变器的智能并网光伏发电系统性能研究

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1、分类号密级UDC编号硕士研究生学位论文基于微型逆变器的智能并网光伏发电系统性能研究学院能源与环境科学学院专业名称农业生物环境与能源工程研究方向光伏发电研究生姓名张莹学号12082803003导师姓名李明职称教授2015年5月25日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对这篇论文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文

2、版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权云南师范大学可以将本学位元论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月摘要摘要太阳能光伏并网发电作为最具发展潜力的可再生能源应用，近年来装机容量急剧攀升。当前，光伏并网发电工程中的光伏阵列主要采用集中式最大功率点跟踪（MPPT）的拓扑结构，具有系统设计简单、成本低和便于维护的优势。但在阴

3、影遮挡、热斑、组件参数不同等失配条件下，光伏组件间的最大功率点出现差异，集中式MPPT装置难以跟踪到光伏阵列的最大功率点（MPP），造成系统年发电量损失严重。其次，在此拓扑结构下的监测设备通常集成于逆变器单元，实现监控终端对光伏阵列直流输出端和交流并网端的运行参数监测。此监控方案一方面存在增加通信成本、系统结构冗余的问题，另一方面存在监控终端无法定位故障信息点，难以保障及时采取应急措施等问题。针对上述问题，伴随着智能电网概念的提出，智能化并网光伏发电系统已成为主流研究和发展趋势。本文以实现智能化并网光伏发电系统为目的，以基于分布式MPPT并集成

4、窄带电力线载波通信技术的并网光伏发电系统为研究主线，展开较为深入的理论、模拟和实验研究。理论分析出了组件式系统配置下的光伏系统能够有效降低组件参数差异、局部阴影遮挡带来的损失，并实现组件级别的数据监控和故障定位；仿真结果显示，倾角变化会导致系统年均发电量最高43.75%的变化率；方位角变化则会导致系统年均发电量最高11.78%的变化率；在局部阴影遮挡下，基于微型逆变器的光伏系统相比基于集中式逆变器的光伏系统月均性能提高了10%~26.1%，有效避免了组件失配折损整个系统发电功率；实验对比研究结果显示，倾角变化在一天内引起集中式逆变器系统1.6%

5、~32.5%的发电功率变化，微型逆变器系统26.55%~30.42%的发电功率变化；方位角变化在一天内导致微型逆变器系统20~33%的发电功率变化；局部阴影遮挡下，微型逆变器系统相比集中式逆变器系统性能最大提升了9.2%。研究结果表明，基于微型逆变器和NB-PLC的并网光伏发电系统能够提高系统在失配条件下的发电性能；并在降低配件数量和通信成本的同时实现组件级别的监控，全面提升并网光伏发电系统的智能化。关键词：并网光伏发电系统；微型逆变器；窄带电力线载波通信；失配；智能化AbstractAbstractGrid-connectedPhotovol

6、taicSystems(GCPVSs)hasbecomingthemostpromisingapplication,andthetotalinstalledcapacityissharplyincreasing.Atpresent,thecentralMaximumPowerPointTracking(CMPPT)isthecommonschemeforPVarrayduetotheadvantagesofsimplesystemdesign,cost-effective,andeasymaintenance.However,underthem

7、ismatchconditions,suchaspartialshading,hotspotandthedifferencesofPVmoduleparameters,becausethePowervs.Voltage(P-V)characteristicofthePVarrayappearsmulti-peaks,theCMPPTtechniquecannottracktheMPPexactly,causinghugedamageofannualpowergeneration.Besides,forthetopologyofthePVarra

8、ywiththeCMPPTscheme,theelectronicameasurementmodulesareusuallylocatedinthei