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1. 研究目的与意义(文献综述)
随着能源需求的急剧加大和石化能源的不断消耗,其他可替代能源受到越来越多的关注。在众多新能源中,太阳能因分布广泛、存储量大、应用方便受到很多国家的重视,极具开发潜力。
太阳能目前主要应用于三个方面:光伏利用、光热利用、光化学利用。其中,光伏发电,绿色无污染且设备发电能源利用率较高,光伏发电设备安装简单,发电后可就地使用,也可长途输送,使用方式多样化,较为灵活。光伏发电具有很多传统化石燃料能源不具备的优点,已成为太阳能利用的主要方式。中国的并网光伏发电呈现出“分散开发、低压就地接入”与“大规模集中开发、中高压接入”并举的发展特征。大型并网光伏电站可更加集中地利用太阳能,更多地使用逆变器并联、集中管理与控制技术,可以在适当的条件下充分利用太阳能的时间分布特性和储能技术,起到削峰、补偿电网无功功率等满足电网友好需求的作用[1]。光伏应用于分布式发电建设周期短、能够降低用户距电网远引起的线损,且能够起到适当降低电网规模,从而降低大规模电网运行中存在的风险。光伏发电具有很大的优越性,但与常规能源不同的是,光伏发电受外界环境因素影响较大,例如云层遮挡,白天光照充足,夜晚无光照,导致输出功率具有一定的波动性和间歇性[2]。考虑到要提高光伏发电的经济效益,光伏发电系统一般需要并入电网运行,相对于电网来说,光伏发电相当于随机的扰动源,这种波动较大的功率流入电网将会给电网造成电能质量的问题[3],而在孤岛运行时,光伏发电系统难以依靠自身调节能力跟踪负荷的功率需求,影响对负荷供电的连续性和平稳性的要求,这些因素制约了光伏发电的推广。
为了提高光伏发电系统的利用潜力,在光伏发电系统中加入储能单元构成光伏储能并离网系统,可以有效改善分布式太阳能光伏发电的一系列的问题。性能完备的储能单元同时具有充电和放电的能力,并且支持充放电两种工作状态的切换,通过吸收和释放瞬时能量来平衡系统功率。此外含有储能单元的光伏发电系统具有较强的主动性,具备多种的能量流动模式,满足多样化用电需求。储能技术的进步对光伏储能系统也是一种技术性的变革,对光伏储能系统的产业化具有极大的推动作用。
2. 研究的基本内容与方案
本文主电路采用共直流母线式拓扑结构,超导磁储能和蓄电池储能混合使用,选择隔离型双向dc/dc变换器作为充放电的功率变换器;光伏组件采用boost电路进行升压;与负载相连的功率变换器采用双向dc/ac的拓扑结构。共直流母线式拓扑结构图如图1所示[17]。
图1 共直流母线式拓扑结构图
3. 研究计划与安排
第1-4周:文献阅读、文献综述、外文翻译及开题报告;
第5-7周:建立光伏储能系统数学模型;
第8-10周:设计光伏储能系统协调控制方法;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 赵争鸣,雷一,贺凡波,等.大容量并网光伏电站技术综述[j].电力系统自动化,2011,35(12):101-107.
[2] 吴振威,蒋小平,马会萌,等.多时间尺度的光伏出力波动特性研究[j].现代电力,2014,31(1):58-61.
[3] 潘琪,徐洋,高卓.含分布式光伏电站接入的配电网三级电压控制系统设计[j].电力系统保护与控制,2014,42(20):64-68.
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