太陽能是當(dāng)前世界上發(fā)電過程最清潔、生產(chǎn)工藝最容易現(xiàn)實、最有前景的可再生能源之一,隨著數(shù)千瓦、數(shù)百兆瓦的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的大量并網(wǎng),太陽能發(fā)電系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和電能質(zhì)量產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的影響,電能質(zhì)量低、配電網(wǎng)電壓波動越限等一系列技術(shù)問題亟待解決。當(dāng)大規(guī)模組件表面遮擋后造成的功率波動使配電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生諧振、諧波,限制了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用。為了分析大規(guī)模太陽能組件表面遮擋對配電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響,在酒泉地區(qū)某一光伏電站實際運行的基礎(chǔ)上,建立能夠模擬多種電能質(zhì)量問題分析的大型光伏電站模型,從而理論結(jié)合實際,驗證解決問題。本文通過理論仿真研究了針對大規(guī)模太陽能發(fā)電系統(tǒng)組件表面遮擋后產(chǎn)生的諧波交互影響及諧波抑制策略的問題。首先研究太陽能電池組件的基本特性、組件不同比例遮擋后輸出特性、表面積灰對組件性能影響、組件任意比例局部遮擋對逆變器影響進行實驗及驗證,分別在并網(wǎng)光伏發(fā)電系任意比例局部遮擋下、特定比例遮擋下光伏組件特性測試、表面遮擋及積灰對透光率影響測試、遮擋對光伏組件特性影響實驗。其次研究太陽能電池組件表面遮擋對組件輸出特性的影響、組件的輸出特性受到遮擋影響后對逆變器的電壓/... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

太陽能電池組件清洗前后對比照片

接，并保持蓄電池處于工作狀態(tài)，從而保證了供電的可靠性。獨立分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)點如下：1)獨立分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)部分分為逆變器、蓄電池等，所以逆變電路不僅能夠?qū)⒂商柲芄夥嚵挟a(chǎn)生的直流電輸送向電網(wǎng)，也可以將剩余的電量輸送到儲能環(huán)節(jié)進而給蓄電池充電，不會造成電量的浪費。2)該系統(tǒng)同時具備有源濾波（APF）的濾波功能和蓄電池(UPS)對系統(tǒng)不間斷供電的雙重功能。所以，獨立分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)有利于電網(wǎng)調(diào)節(jié)峰谷，對如銀行、醫(yī)院、學(xué)校等有重要負(fù)荷需求的公共場所都有著舉足輕重的作用。圖1.4并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的主要模式——可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)雖然儲能給可調(diào)度并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)帶來了諸多優(yōu)點，但同時儲能裝置也給該系統(tǒng)帶來了一些缺點，主要缺點體現(xiàn)在以下幾個方面：1)由于該系統(tǒng)需要用蓄電池，但是當(dāng)前技術(shù)下蓄電池的制造技術(shù)不是非常成熟，蓄電池的充放電次數(shù)僅有幾千次，通常條件下三五年就需要更換一次蓄電池，比起光伏系統(tǒng)30年左右的生命周期，期間蓄電池需要更換數(shù)次，在增加了投資成本的同時，供電的可靠性也會大大降低。2)目前，蓄電池制作成本高，價格昂貴,而且蓄電池廢棄后會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，為此國家嚴(yán)格控制鉛酸類電池的生產(chǎn)，進而導(dǎo)致蓄電池價格飆升，電網(wǎng)成本進一步增加。所以，蓄電池本身的制造與不斷改進還是亟需解決的問題。另一類是“大規(guī)模集中光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)[11]”，主要構(gòu)成如圖1.5所示。大規(guī)模集中光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中沒有儲能環(huán)節(jié)，在光伏并網(wǎng)發(fā)電時，太陽能光伏陣列產(chǎn)生的直流電，經(jīng)過逆變、整流、再逆變后變成符合電網(wǎng)、用戶需求電壓等級和一定頻率的交流電，其中發(fā)電功率原則上不可控制（人為干涉除外），主要受到太陽輻照度和設(shè)備所處環(huán)境的溫度影響。當(dāng)電網(wǎng)停電時，不可?

大規(guī)模太陽能電池組件表面遮擋對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響研究8裝建設(shè)調(diào)試集中統(tǒng)一，具備大規(guī)模發(fā)展?jié)撡|(zhì)，也正是由于這些原因，目前大規(guī)模集中并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在國內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)中占主流地位。圖1.5大規(guī)模集中并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的主要模式（一）研究大規(guī)模太陽能電池組件表面遮擋對配電網(wǎng)影響的意義在我國大多數(shù)建設(shè)光伏發(fā)電地區(qū)的由于地形、地貌不是絕對平整，加之地面雜草叢生，導(dǎo)致光伏電站都不同程度的存在組件表面污染物及遮擋，遮擋會嚴(yán)重減弱太陽光輻照強度，影響電池組件的輸出電流，嚴(yán)重的局部污染物遮蔽也是電池組件產(chǎn)生熱斑效應(yīng)的主要原因[12]，表面污染物在導(dǎo)致?lián)p失發(fā)電量的同時也會造成組件發(fā)熱、著火安全隱患。大氣中的浮塵、漂浮物等對電池組件輸出電流/電壓會產(chǎn)生較大影響，美國發(fā)射的火星探測器“機遇”號[13]，在外太空執(zhí)行任務(wù)過程時，多次面臨表面污染導(dǎo)致動力下降這個問題，從2004年發(fā)射之日起，運行至2010年7年的周期中，電站組件動力輸出衰減了1/3，衰減主要是輸出電流減小造成的。電池組件發(fā)電效率主要受輻照度、環(huán)境溫度影響，具體影響如下圖1.6：圖1.6不同太陽光輻照強度下組件的I-V和功率曲線組件表面遮擋是影響光伏電站發(fā)電量的關(guān)鍵因素之一，開展組件遮擋對光伏發(fā)電的影響及組件清洗的研究是非常必要的。以我國2016年裝機容量7000萬千瓦計算，年理論發(fā)電量約為600億千瓦時，污染物導(dǎo)致發(fā)電量損失按照5%-15%估算，年損失發(fā)電量約30-90億千瓦時，從最近幾年太陽能發(fā)電量數(shù)據(jù)和增長速度來看，我國太陽能發(fā)電行業(yè)突飛猛進，各類型光伏電站無論是單體規(guī)模還是總裝機容量飛速增長[14]，但眾多的光伏項目只注重發(fā)展速度，目前還沒有對發(fā)展

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3287904