关键词:
新能源发电
光储一体发电系统
光伏并网
PVsyst仿真
MATLAB仿真
摘要:
随着当今社会能源需求的不断增长,人类社会对化石能源的高度依赖和人类生存环境的逐步恶化,人类面临着日益严峻的生活环境问题。太阳能电池作为一种典型的清洁能源,在解决能源紧缺问题的同时,还不会产生环境污染。与此同时,我国在全国各地都有光伏电站的建设,新增的光伏装机容量已经连续十年位居世界第一,甘肃省作为国内太阳能资源非常丰富的省份,满足了光伏电站的建设需求。于是为了更好地满足地方用电需求,做到西电东送与能源互补,同时契合国家战略,完成碳达标等国家规划,本文以甘肃省庆阳市华池县为研究对象,开展了当地300 MWp光伏电站的设计。首先对本文所处区域的太阳能辐射值资源情况和电网现状作出了概述和对应分析,阐述了庆阳市华池县太阳能资源的丰富性,证明了其适用于大型光伏电站的建设,在对环境资源与地理条件结合之后进行了综合分析,于是将光伏电站的设计容量定为300 MWp。其次,进行了光伏组件系统的设计,选用较高性价比的单晶硅组件,对光伏阵列的排布方式、运行方式和前后间距进行了设计,并利用PVsyst软件对比了光伏组件倾角的仿真结果,得到了最佳倾角。推算了光伏电站第1年的发电量,并且对今后25年内的平均发电量进行了预测。而后,对光伏电站的升压站段进行了电气部分一次系统的设计,包括电气主接线方案的选择。还通过短路电流计算与潮流计算对设备进行了选型与校验,建立了一次设备的过电压保护及接地措施。继而,以升压站安全化、智能化的稳定运行为目标,进行电气部分二次系统的设计,主要是从继电保护、安全自动装置、计算机监控与通信、调峰调频和控制电源系统等方面进行设计。设立了光伏电站调度自动化配置和相适应的自动通信功能,继而实现了场站对光伏电站和升压站的遥测、遥控、遥信与遥调功能。最后,在MATLAB软件平台上进行了光伏电站的仿真验证。并对光伏电池进行给定温度下的模拟验证,在给定辐照度下可以满功率输出;储能电池以设计数值持续输出功率,储能电池在周期内可以稳定工作,达到了投入要求;通过最大功率点追踪(MPPT)以达到光伏电池的最高工作效率,从而可以使逆变器的输出功率和出口电压保持稳定,同时输出电流也满足设计要求,其谐波的最大畸变率均在允许范围内,满载并网运行时,频率波动符合并网要求;在发电系统模块正常工作的情况下,对其输出的频率、功率、电压、电流与谐波等各项电能指标进行了分析,结果表明在满载并网运行时,光伏发电系统的各项电能指标能够满足发电并网的要求。