屋顶分布式光伏发电并网设计与效益分析

发布时间：2020-03-24 05:13

【摘要】：随着全球社会经济的高速发展,能源与环境之间的矛盾日益突出,开发利用新能源已成为各国共同关注的问题。建筑领域能耗占全社会总能耗的比例较高,建筑行业是节能减耗的主力。发展绿色建筑是我国当前建筑业发展的重要方向。本文以某绿色建筑办公楼光伏发电系统为研究对象,从并网变流器控制策略与仿真到实际工程设计入手,进行了以下研究:首先,深入分析了光伏最大功率跟踪(Maximum power point tracking,MPPT)控制原理与实现过程,对比传统的MPPT方法优缺点与不足,为保证MPPT跟踪速度与精度,使用一种变步长的扰动观察法实现MPPT过程,并在Matlab/Simulink里搭建仿真模型对该方法进行了仿真验证。其次,考虑考虑到大规模的新能源建筑接入电网导致电力系统原有的等效阻尼和惯量变的更低,将恶化电力系统暂态稳定性的问题,使用虚拟同步发电机(Virtual synchronous generator,VSG)的逆变器控制策略为系统提供必要的阻尼和惯量,文章深入分析了VSG的实现过程,设计了虚拟调速器和虚拟励磁系统,并做了相应的仿真实验,实验表明该系统可以主动参与电力系统频率响应。再次,设计了50.05kWp屋顶光伏发电并网系统,该系统位于甘肃省兰州市城关区段家滩1188#的甘肃土木工程科学研究院内。文章介绍了光伏系统的各组成部件的选型和控制方法以及整体设计流程。考虑到建筑物的屋面类型为平屋面,屋顶面积1158.74平方米,且有出屋面水箱间,楼梯间等,在屋面面积不足的情况下,经过分析对比,选用KC175GT多晶硅太阳能板13串22组并,共计286块组成了一个小型电网。组件的方位角为0°,倾角为35°。并网逆变器采用10kW类型,主从式并网发电,采用一主四从的结构。最后,对该建筑发电量进行了实测,实测结果表明:首年发电量达到了64.8194kW,相当于节约标准煤21.26吨。该电站的建成满足了绿色建筑的评审中对新能源发电量的要求,同时为整个楼的节能改造做出了很大的贡献。运行结果表明随着时间的推移,发电量衰减得太快,超出设计的预期,如何使发电量稳定在合理的衰减范围内是下一步的研究方向。
【图文】：

、有限性等特征，很难满足电力系统运行的要求网的安全稳定性带来挑战。上一章中对传统的逆对其优缺点进行了比较表明，传统的控制方法均应环节。机具有对电网天然友好的优势，若依据常规电网变器模拟出同步发电机的运行特征如图 3.1 所示好接入，并提高电力系统稳定性。为此国内外学tual Synchronous Generator，VSG）技术如图 3.2 一定程度上模拟同步发电机的运行特征，使并网电机的优良性能[42-43]。VSG 所具备的特征也正是的重要需求。因此虚拟同步机技术为解决分布式诸多问题提供了一条新思路。

图 3.3 同步发电机结构隐级式电机而言，定子绕组的自感系数、互感系数以及自感即 L、 M 和fL 均为常量，而定子绕组之间与转子绕组之间的bfM 、cfM 是随着转子角度 的变化而变化。其表达式如下： af fbf fcf f= cos2= cos34= cos3M MM MM M 3.1）中，，fM 为互感系数（其值大于零）。三相定子绕组的a a b af fb b c bf fa c a cf f===Li Mi M iLi Mi M iLi Mi M i 磁链为： =M i M i M i L i
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615

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本文编号：2597850