基于统计分析的光伏并网发电系统最佳倾角的计算与实验研究

在设计光伏发电系统时,首先要解决的问题就是要确定光伏方阵的倾角,并由此估算照射到方阵面上的太阳辐射量。本文根据倾斜面上辐射量的计算理论建立了计算模型,提出对每天各倾角下倾斜面辐射量数据进行统计分析的方法得到年最佳倾角和月最佳倾角,设计了软件流程并使用Labview语言设计了计算软件,通过该软件可得到最佳倾角和总辐射量等数据。进一步搭建了人工倾角调节式光伏并网发电实验系统,通过长时间连续实验对比相同硬件环境下月最佳倾角和年最佳倾角下发电量的差异,与本文计算结果吻合。该计算方法可为光伏并网发电系统的优化设计提供算法支持和理论保障。     

投资最小化的均衡负载离网光伏系统优化设计

提出一种通过动态辐射量建模寻找太阳电池方阵最适宜安装倾角、并以此进行太阳电池方阵容量设计的方法。在均衡性负载用电量给定的前提下,减少了太阳电池方阵容量和蓄电池容量,提高了离网光伏发电系统综合效益。以哈密和二连浩特地区为例进行计算,该系统分别比传统的以纬度角或容量最大的安装倾角安装的光伏电池方阵节省容量10%以上;通过合理安排负载运行方式,可大幅减少蓄电池容量。     

不同安装方式光伏发电系统辐射量计算分析

在推导不同安装方式光伏发电系统辐射量理论计算的基础上,利用PVSYST软件对四川某光伏场址区域辐射量进行模拟计算,对比分析了最佳倾角固定式、平单轴、斜单轴、双轴跟踪等不同安装方式对光伏板实际接收辐射量的影响,得出了该区域各种安装方式相对平面辐射的辐射量增强系数。     

改进风/光互补发电系统优化设计的新方法

介绍了一种改进的风/光互补发电系统优化设计的新方法,通过改变太阳电池方阵的倾角来适当改变各个月份太阳辐照量的大小及分布,使光伏发电和风力发电在各个月份的发电量更好地互相配合。通过比较各种光伏方阵倾角时各月发电量与平均值的均方根差,其最小值所对应的倾角即为最佳倾角。该方法可进一步优化结构,节省投资。     

多模型下对光伏阵列最佳安装倾角的设计

提出了朝向赤道的固定式太阳能光伏阵列的最佳安装倾角设计模型,其中包括了太阳辐射量气象学模型、Klein模型及Hay模型,再使用matlab软件建立模型进行仿真,计算出相关的太阳光能和气象数据。     

任意朝向的光伏电池板最佳安装倾角的研究

提出一种针对任意朝向安装的固定式光伏电池板计算最佳安装倾角的计算方法。通过建立倾斜面上瞬时光辐射量数学模型,推导出年聚光量的计算方法。以步长为0.2°逐一计算不同安装倾角下的年辐射量,寻优比较得到任意朝向安装的固定式光伏电池板的最佳安装倾角。以太阳能资源丰富的青海省部分地区为例,根据晴好天气条件下的太阳辐射参数,计算了不同坡度、不同朝向安装的光伏电池板的年聚光量。     

基于综合效率系数的光伏电站发电量估算方法

陕西省榆林地区拟建50 MW容量光伏电站,该光伏电站采用180 W(36)型单晶硅光伏电池和220 W(29)型多晶硅光伏电池作为组件,光伏组件架构采用固定式角度安装,单元方阵的最佳方位角确定为0°,最佳倾角选定35°、行距5 m。对电站发电量进行估算:将电站所在地纬度和其他影响发电量的因素设置为独立参数,确定相应纬度辐射量,然后根据其他因素得到综合效率系数,最后估算出年上网发电量。该估算方法可应用于光伏电站工程项目设计。     

太阳电池光伏光热一体化系统的性能研究

为了提高太阳能的综合利用效率,同时获取电能和热能,将铜管换热器加装在太阳电池板背,构成太阳电池光伏光热(PV/T)一体化系统。采取对比实验法在呼和浩特地区对太阳电池板进行光伏光热性能测试。实验结果表明,在相同的太阳辐照度和环境温度条件下,装有铜管换热器的单块太阳电池的输出功率比普通单块太阳电池实际输出功率提高近17%。     

基于BP神经网络太阳电池板最佳倾角算法

通过对影响太阳辐射量的基本参数进行分析,并根据天空直接辐射和散射建立太阳能辐射总量的数学模型,通过改变太阳电池板安装倾斜角度以求年太阳辐射总的最大值为约束条件,得出太阳电池板固定安装最佳倾角的目标函数。结合BP神经网络数学模型,通过输入太阳辐射强度、赤纬角、时角、日出时刻、日落时刻、太阳直辐射透明度系数、散射透明度系数等参数值,并求得年最大总辐射量,从而获得最佳倾角值。通过计算机仿真计算结果令人满意,同时本算法还可以进行预测某地区太阳辐射量,具有一定的实际应用参考价值。     

太阳辐射数据分析及其在光伏系统设计中的应用

为了充分挖掘太阳辐射数据在光伏系统设计中的应用价值,以佛山三水地区的太阳辐射现场观测站为例,采用PVsyst软件对采集的太阳辐射数据进行质量检查,并应用直散分离模型获得散射辐射数据。对光伏电站所在地2013—2017年太阳能资源的丰富程度、稳定程度、直射比等指标进行分析和评价,基于Sandia法挑选太阳能资源典型年的太阳辐射数据,基于该数据对光伏系统设计中的光伏方阵最佳倾角、支架安装调节方式、光伏容配比等问题进行了讨论。最后得出结论:该地区太阳能资源较为丰富和稳定,但散射辐射成分较大;固定式安装光伏方阵的最佳倾角为16°,可调式光伏支架对太阳辐照量的增益并不明显,双轴跟踪光伏支架对发电量的增益约为15%;光伏容配比的提高有助于提升光伏电站的发电量。     

太阳能板最佳安装角度测量系统设计与实现

研究设计了一种太阳能板最佳安装角的测量系统,通过现场实地测量直接得出太阳能板安装的最佳方位角与倾斜角,用微控制器控制太阳能板全方位旋转,循环采集太阳能电池板输出数据,采用最大平均功率法分析采集到的数据得到太阳能板的最佳安装角。给出了我国南昌地区某日的实测实验结果,从平均功率随角度坐标变化趋势曲线可以得出当日的太阳能板最佳角度,为各地区太阳能板最佳安装角的测量提供了技术参考。     

Comparison of fuzzy logic and neural network in maximum power point tracker for PV systems

This paper proposes two methods of maximum power point tracking using a fuzzy logic and a neural network controllers for photovoltaic systems. The two maximum power point tracking controllers receive solar radiation and photovoltaic cell temperature as inputs, and estimated the optimum duty cycle corresponding to maximum power as output. The approach is validated on a 100 Wp PVP (two parallels SM50-H panel) connected to a 24 V dc load. The new method gives a good maximum power operation of any photovoltaic array under different conditions such as changing solar radiation and PV cell temperature. From the simulation and experimental results, the fuzzy logic controller can deliver more power than the neural network controller and can give more power than other different methods in literature.     

太阳能电池方阵最佳倾角及南北步进跟踪研究

根据太阳能电池方阵斜面太阳辐射量计算模型,计算得出了广州市不同年份太阳能电池方阵斜面年总辐射量随倾角的变化关系,并求得历史不同年份的方阵最佳倾角。以半年、季度、月为时间间隔,对太阳能电池方阵南北向进行了二步、四步、十二步的不连续跟踪研究,得出不同跟踪时间段内的斜面最佳倾角及相应的辐射增益,据此计算出不同跟踪方式的全年总辐射增益,分析了不同安装方式对提高太阳能电池方阵斜面辐射量的效果。     

固定式光伏发电组件最佳倾角的聚类分析方法

在集中式大型光伏系统工程设计过程中,固定式光伏组件的倾角直接影响着整体光伏组件的IV输出特性,从而直接关系到光伏发电系统的收益。即固定式光伏组件的安装倾角不同,整个光伏系统所接收到的有效太阳辐射量不同,其发电量在一年范围内的差距较大,为此,为有效应对光伏组件安装倾角受限于经纬度、地域环境等多影响因素,追求大型集中式光伏发电系统的经济性,提出了一种考虑区域经纬信息的光伏发电组件最佳倾角聚类分析方法,并在华北地区某174MW大型光伏电站设计过程中应用,其计算结果与PVsyst软件所计算的结果对比分析,验证了所提算法的有效性。     

改进自适应变步长光伏系统最大功率跟踪

为提高对太阳能的利用率,减少能量的损失,需要对光伏电池的输出进行最大功率跟踪。文章建立了通用的太阳能电池数学模型,结合太阳能电池的功率电压和电流电压输出曲线特性及两者之间的数学关系,提出了一种基于Boost电路的变步长电导增量法。该方法能根据外界环境的变化,简单快速计算出此刻外界环境下唯一一个特殊点的值作为自适应变步长,比传统的变步长或者固定步长方法更合理,同时减少了参数确定的人为因素对于仿真结果的影响,可以快速精确地实现最大功率跟踪。     

基于RBF神经网络的光伏系统MPPT研究

针对光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)技术的研究和现状,提出了一种基于径向基(Radical Basis Function,RBF)神经网络的MPPT算法。建立太阳能电池板的数学模型,分析光伏发电的主要影响因素。选取电池板的电压、电流为RBF神经网络的输入层,输出层直接调整Boost电路的占空比,达到最大功率点跟踪的目的。与传统的扰动观察法(P&O)相比,所提出的方法无需设定步长,通过RBF神经网络,直接调节Boost电路的占空比进行最大功率点跟踪。仿真和实验结果表明,所提出的MPPT算法与传统的P&O算法相比有更好的快速性和光伏利用效率。     

单相光伏两级并网系统的MATLAB仿真研究

为了寻找更好的实现光伏发电系统最大功率点追踪控制方法,根据太阳电池的内部结构和伏安特性建立了太阳电池的等效电路,利用MATLAB语言建立了太阳电池板仿真模型。在分析已有最大功率追踪方法的基础上,提出了一种基于平均值控制的最大功率追踪方法,并对后级并网逆变电路进行理论分析和仿真实验,实验结果证明了所提出方法具有良好的实用性。通过对并网逆变器的控制实现了低谐波含量、高功率因数的并网要求。     

CDMA直放站独立光伏供电系统的优化设计

用太阳能光伏给远离市区的直放站提供电能,不但节约能源、清洁,而且便捷,不需要从数十里远的地方架设电线,有利于保护环境,减少投资.用太阳能光伏作为独立供电系统,首先要解决的是系统的最优设计问题:太阳电池板安装的最佳倾角;对-定功率的用电器配多大功率的太阳电池板;按照系统设计的工作要求如何配套电瓶的容量;选择相应的充电放电...     

太阳能供电系统的多目标优化设计方法研究

为合理设计太阳能供电系统的蓄电池和太阳电池板阵列,提出一种综合考虑阵列经济性及供电可靠性的多目标优化设计方法。基于蓄电池充放电特性和太阳电池板发电特性,结合负载供电需求和蓄电池及太阳电池板成本,利用蓄电池温度修正系数、放电深度、充电效率和太阳能日辐射量及斜面修正系数,综合考虑两次最长连续阴雨天数及其最短间隔天数等,提出了评价阵列经济性的阵列总价和评价阵列供电可靠性的潜在故障概率,并进一步提出了综合评价阵列经济性和供电可靠性的阵列综合系数,从而确定经济可靠综合性能最优的蓄电池和太阳电池板阵列设计方案。