光伏发电系统在轨道交通中的应用研究.pdf

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1、节能技术能源研究与管理2014(1)·93·光伏发电系统在轨道交通中的应用研究李立(西安市地下铁道有限责任公司，西安710018)摘要：轨道交通是目前重要的交通方式，为了保证轨道交通运行的可靠性，分析光伏发电系统在轨道交通中的应用，通过建立光伏系统数学模型，阐述最大功率点算法，并使用PSCAD／EMTDC仿真软件建模，重点分析了光伏发电系统的输出与光照强度和电池温度之间的关系。关键词：轨道交通；光伏发电；仿真分析中图分类号：TK511文献标志码：A文章编号：1005-7676(2014)01一o024—03ResearchonPhotovoltaicPowerGeneratio

2、nSysteminRailTransitApplicationLILi(Xi’allMetroCo．，Ltd．，Xi’an710018，China)Abstract：Railtransitisoneoftheimportantmodeoftransportation，inordertoguaranteethereliabilityofrailtransitoperation，analysistheapplicationofphotovoltaicpowergenerationsysteminrailtransit,byestablishingthemathematicalmod

3、elofpvsystemalgorithmofmaximumpowerpointofthispaper，andusingPSCAD／EMTDCsimulationsoftwaremodeling，analyzedtheoutputofthephotovoltaicpowergenerationsystemandtherelationshipbetweenlightintensityandbatterytemperature．Keywords：railtransport；photovoltaicpowergeneration；simulationandanalysis来，光伏发电

4、量平均年增长率为30％，光伏发电技引言术近年来取得快速发展，光伏系统供电轨道交通前随着城市化进程的加速，轨道交通在城市交通景广阔[1】。中扮演重要角色，不但各省会城市在建设或者筹建1光伏阵列的数学模型轨道交通，许多二级城市也开始发展轨道交通。发展基于光伏系统轨道交通对缓解城市压力，提高轨太阳能电池中的核心部件是PN结，由其将太道交通可靠性具有重要意义。围绕光伏电池供电交阳辐射能转化为电能，当光照恒定时，将负载接人通系统，各国学者已做了大量研究。光伏发电技术，太阳能电池两端，负载上将会有恒定的光生电流通即是将太阳能转换成电能的一种发电技术，其中，过，且太阳能电池的工作状态变化并不

5、会影响光生光伏阵列是太阳能发电系统中基本单元，通过多个电流的改变【2]。光伏阵列的主要技术参数包括：开路特性相同的光伏组件串联或者并联而构成。近20a电压，短路电流L，最大功率点电压Um，最大收稿日期：2013—07—04作者简介：李立(1982一)，男，西安人，工程师，大学本科，毕业于陕西理工学院，电气工程及其自动化专业，，主要研究方向：地铁配电管理。·94·能源研究与管理2014(1)节能技术功率点电流L，电池温度丁，为光照强度R，其数电容；Load为恒功率负荷。学模型见式(1)。{-一Cz【e)【p(川)(1)叫<式中：C。，C2为中间变量。2最大功率点跟踪算法研究图2光

6、伏系统并网算例不意图3．2仿真结果与分析在固定的电池温度和光照强度下，光伏阵列有图3(a)、(b)分别为设定的日照强度R随时间变唯一最大功率输出点，在该最大功率点对应着l组输出电压Vm和电流k，分别称为最大功率点电压和化曲线，从图中设定可知；1)日照强度R是随时间变化的。3～4S，日照最大功率电流。运用电导增量法，光伏阵列输出电强度为1000kW／m；4～5S，日照强度从1000流是工作电压的函数，见式(2)。kW／m。下降至500kW／m；5～6S，日照强度维持dV：dV：。dV+J=0(、2一)，500kW／m不变；6～7S，线性逐渐增至l500kW／m；7～10S，维持1

7、500kW／m2不变。因此，只需通过判断工作点电压处2)电池阵列温度丁随时间的变化。3～4S，温度(V·d／／dV+／)[值大小，即可以实现光伏阵列的最大保持25cC恒定；4～5S，温度从25cc线性增至功率点跟踪控制。40oC；5～6S，温度维持4O℃不变；6～7s，温MPPT电导增量法如图1所示，当环境条件改度下降至20oC；7～10S，温度保持20℃不变。变时，使用电导增量法可以实现快速MPPT电压跟其光伏并网发电系统的仿真结果如图4所示。踪控制，并且系统电压波动小，这是电导增量法突由