光伏微电源的建模与仿真.doc

1、哈尔滨理工大学学士学位论文- - I光伏微电源的建模与仿真摘要微电网是为整合分布式发电的优势,削弱分布式发电对电网的冲击和负面影响而提出的一种新的分布式能源组织方式和结构。它通过整合分布式发电单元与配电网,在一个局部区域内直接将分布式发电单元、电力网络和终端用户联系在一起,可以方便地进行结构和配置的优化。结合冷热电联供方案,能够提高能源利用效率,减轻能源动力系统对环境的影响,推动分布式电源上网,促进社会向绿色、环保、节能方向发展。无疑,微电网运行将成为未来大型电网的有力补充和有效支撑,是未来电力系统的发展趋势之一。从能源供应的诸多因素考虑，太阳能无疑是符合可持续发展战略的理想绿色能源。全球能源

2、专家们认定，太阳能将成为本世纪最重要的能源之一。光伏并网逆变器按照拓扑结构可分为单级式和双级式两大类，本文采用双级式光伏发电作为微电源模型进行仿真分析。光伏发电系统中，要提高整体效率，一个重要的途径 是实时调整光伏阵列模块工作点，使之始终工作在最大功率点附近，即最大功率点跟踪。最大功率点跟踪的方法有很多种，但应用最广泛的是扰动观察法和电导增量法，本文对扰动观察法做了详细分析，给出了算法设计，并建立了光伏电池仿真模型对算法结果进行了仿真，验证了算法的正确性。关键词 太阳能 ；光伏发电；光伏并网逆变器；光伏阵列模块；最大功率点跟随哈尔滨理工大学学士学位论文- - IIModeling and Si

3、mulation of micro power PVAbstractMicrogrid is proposed new organization and structure of the distributed energy to integrate the advantages of distributed generation,reduce the impact of distributed generation on the grid and negative impact.It is through the integration of distributed generation u

4、nits and the relationgship between the distributed network,directly to make the distributed power generation units,power network and end user together in a local area.It can optimized the structure,and configuration easily.Combined with CCPH program,it can improve energy efficiency,reduce the impact

5、 of energy power systems on the environment,promote the distributed power line,improve relability and to promote social to develepment to the green,environmental protection,energy saving.Undoubtely,the microgrid will be the next large grids complements and effective support,and the future trend of p

6、ower system. From energy supply of many factors to consider，Solar energy is undoubtedly meet the sustainable development strategy of ideal green energy 。Global energy experts that, the solar energy will become the most important one of the energy 。Photovoltaic (pv) grid inverter according to the top

7、ology structure can be divided into the single level type and double levels of two kinds big ， I want to adopt double levels of photovoltaic power generation as the power source model simulation analysis .Photovoltaic power generation systems, to improve the overall efficiency, a important way is th

8、e real-time adjustment photovoltaic array module used to always working in the maximum power point near, namely the maximum power point tracking (MPPT). There are many methods for MPPT, but the P而是 高阻值,约几千欧姆。shRse因此光伏电池的输出电流为 ,应用 Kirchhoff 电流定shdphII律,可得流过负载的电流 I 与其端口电压 U 之间的关系为:（2-1）shococosph RAKT

9、q1ex（2-2）secI（2-3）2510GIiSCRph（2-4）TBKqETrGOros 1exp3式中, 为光伏电池输出电流； 为光伏电池输出电压； 为光伏电池开IUorU路电压， 为光伏电池反向饱和电流； 为光伏电池的热力学温度 ；os Co为电荷常量 ； 为太阳辐射系数； 为在 25 摄氏度和qC1906.SCRI1000 瓦每平方米时的短路电流； 为参考温度， 为在18.30rTorI时的饱和电流； 为短路电流温度效应系数 ,一般取Tor18.30iK；A,B 为 PN 节点的理想因数； 为波兹曼常数A7.。KJ23*哈尔滨理工大学学士学位论文- 6 -2.2 燃料电池模型2.2

10、.1 燃料电池的基本原理燃料电池是利用水电解逆反应的“发电机” 【11】 。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。工作时向负极供给燃料（氢） ，向正极供给氧化剂（空气） 。氢在负分解成正离子 H+和电子 e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极，用电负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。由于其能量转换效率高、反应生成物没有污染而受到人们的广泛关注。其原理图如图 2-2 所示。图 2-2 燃料电池模型2.2.2 固体氧化物燃料电池的基本模型固体氧化物燃料电池属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置，是被普遍认为在未来会普遍应用的燃料电池。在所有燃料电池中，燃料电池的工作温度最高，其发电所排气体有很高的温度，具有高的利用价值，既可以提供天然气重整所需热量，也可以用来生产蒸汽，更加可以与燃气轮机、蒸汽轮机等组成联合发电系统，提高能源使用效率。