基于PVsyst的分布式光伏系統(tǒng)仿真

張枝俊+胡慶國(guó)+吳寅

【摘 要】 隨著世界工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，能源緊缺與環(huán)境污染問(wèn)題日益突顯。本文在分析了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)及相關(guān)控制技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，綜合對(duì)比傳統(tǒng)的并網(wǎng)系統(tǒng)和離網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了既可以離網(wǎng)獨(dú)立工作，又能并網(wǎng)運(yùn)行將富余電能輸入電網(wǎng)的分布式光伏系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】 并離網(wǎng) 儲(chǔ)能 PVsyst

緒 言

隨著世界工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，能源緊缺與環(huán)境污染問(wèn)題日益突顯。作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)的能源和環(huán)境問(wèn)題更為嚴(yán)峻，以光伏發(fā)電為代表的清潔能源體系代替以化石燃料為主的能源體系勢(shì)在必行。本文在分析了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)及相關(guān)控制技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，綜合對(duì)比傳統(tǒng)的并網(wǎng)系統(tǒng)和離網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了既可以離網(wǎng)獨(dú)立工作，又能并網(wǎng)運(yùn)行將富余電能輸入電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，達(dá)到可靠性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。

1 分布式光伏系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要由光伏陣列、直流系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和交流系統(tǒng)4部分組成。工作原理是光伏陣列產(chǎn)生的直流電能經(jīng)過(guò)MPPT（最大功率點(diǎn)）控制器，使其輸出效率最高，通過(guò)給儲(chǔ)能系統(tǒng)供電使系統(tǒng)在夜間也能工作，在交流系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的交流并網(wǎng)電壓供給負(fù)荷，富余的電能可以輸入電網(wǎng)中。

2 分布式光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)光伏組件選擇的是285W多晶硅電池板。光伏陣列安裝地點(diǎn)為安徽葉集，經(jīng)度為116oE，緯度為32oN。

光伏陣列的安裝角度可以由PVsyst仿真得出，本系統(tǒng)選擇計(jì)算算法為全年最優(yōu)，這樣可以使系統(tǒng)發(fā)電量最大化。故光伏陣列傾角為26度，方位角0度。具體如圖1所示。

光伏陣列容量選擇為5kW。經(jīng)過(guò)PVsyst仿真計(jì)算得出光伏陣列排列為6塊串聯(lián)，3組并聯(lián)，共18塊組件。MPPT控制器工作電壓為184V，最大功率點(diǎn)電流為23.7A。儲(chǔ)能模塊由12V160A電池5塊串聯(lián)，4組并聯(lián)，組成60V640Ah蓄電池組。如圖2所示。

3 實(shí)驗(yàn)仿真

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于PVsyst，其含有全球各地的詳細(xì)天文數(shù)據(jù)，大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

表1為PVsyst得出的仿真主要結(jié)果。由表1可以看出，本系統(tǒng)全年發(fā)電量為5.779MWh，其中供給負(fù)荷使用為3.255MWh，系統(tǒng)供電充足時(shí)向電網(wǎng)輸送電能2.411MWh。本系統(tǒng)向電網(wǎng)輸送的電能占到總發(fā)電量的41.7%。

圖3為SOC狀態(tài)分布圖。由圖3可以得到蓄電池在1月、和12月少數(shù)幾天荷電狀態(tài)（SOC）在0.3以下，其余月份蓄電池荷電狀態(tài)均在0.3以上。蓄電池組SOC數(shù)值在0.3以上時(shí)可獲得最優(yōu)使用壽命。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)通過(guò)采用帶儲(chǔ)能式光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使用PVsyst仿真得出，本系統(tǒng)可以為5kW負(fù)荷供電，同時(shí)一年可以向電網(wǎng)輸送2.411MWh的清潔能源，占系統(tǒng)發(fā)電量的42%，可產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

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[3] 張枝俊.基于PVsyst的離網(wǎng)光伏系統(tǒng)仿真研究[J].中國(guó)科技信息， 2016（5）：39-39.

作者簡(jiǎn)介：張枝俊（1990-），單位：國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司六安市葉集供電公司，安徽葉集，237431，碩士，主要從事電力電子與電力傳動(dòng)研究。endprint