实用目标下光伏发电规划及运行关键问题及对策研究

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1、隶。轫大·粤博士学位论文实用目标下光伏发电规划及运行关键问题及对策研究RESEARCHESONKEYISSUESANDCOUNTERMEASURESFORPHOTOVOLTAICOPE脚IONANDWITHPRACTICALP刚CIPLEADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofDoctorof11●Englneerlng一BYBianHaihongSupervisedbyProf．WanQiulanSchoolofElectricalEngin

2、eeringSoutheastUniversityOCT2012东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：鲨!：：坠!东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件

3、和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：{业pIp．f，．p摘要摘要在全球化石燃料短缺和生态环境严重恶化双重压力下，能源消费结构逐步改变，大力发展可再生能源，走可持续发展道路，已成为世界各国政府的共识。光伏发电作为可再生能源利用的重要部分，由于其具有最丰富的资源、最洁净的发电过程等独特

4、的优点，得到了广泛的推广和应用。因此，光伏发电相关技术的研究具有重要的理论意义和实践价值。本文从规划和运行两个方面，围绕光伏发电的相关实际问题展开研究，并取得了以下成果：1)为了满足太阳能资源利用的需求，提出了一种用于规划区年辐射水平实用化评估系统。论文首先给出了实用化评估系统的框架，重点阐述了代表性气象年月法理论，并以我国西部某城市为例，对规划区域进行了评估，评估结果合理，能够满足实际工程应用。2)针对规划区日辐射水平实用化评估方法研究，基于两种国际通用的模型，建立了三点法实用模型。论文重点讨论了太阳辐射强度峰值问题，并分别通过通

5、用模型取权重值和临近日实测数据确定峰值两种方案进行了分析和求解，最后验证了三点法模型的精确性。理论分析和仿真结果表明，三点法模型可满足工程和科学研究的需要。3)针对非典型场地的光伏阵列规划问题，充分考虑了方阵间距、倾角、方位角对场地的限制，建立了以最大化产能效益为目标的数学优化模型，同时探讨了不同型号的光伏电池对光伏电站产能的影响。4)针对典型的光伏运行失配场景，确定了仿真分析算法以及研究思路。基于牛顿．拉夫逊方法开展了失配机理的数值仿真。研究了光伏阵列不同排布方式、不同阴影遮蔽情况下的运行情况。最后，深入探讨了光伏运行失配现象中局

6、部多辐射强度分布的“门槛效应”。5)最后，针对非均匀辐射强度或多阴影的存在会导致光伏运行失配功率损耗，论文从规划及运行两个层面提出了补偿策略。规划层面主要从光伏阵列结构优化方面着手，探讨了抗阴影影响的匹配结构；运行层面主要从适应多辐射强度分布的改进全局最大功率跟踪方法及光伏直流模块级联电路的优化控制策略两方面开展。仿真结果表明，本文提出的规划及运行补偿策略是行之有效的。关键词：光伏发电；太阳辐射；评估系统；三点法；失配补偿；阵列优化；DC模块级联ABSTRACTTorelievethedualpressurefromthefossi

7、lfuelshortageandecologicaldeterioration，the舭tureofenergyconsumptionhasbeengraduallychanged．Hence，developingtherenewableenergyandinsistingonthesustainabledevelopmenthavebeenaconsensussharedbygovernmentsallovertheworld．Beingallindispensiblepartoftherenewableenergy,photov

8、oltaicpowergenerationhasbeenextensivelypromotedandappliedduetoitsuniquecharacteristics，suchasitsabundanceandpollution