光伏发电技术系统建模与性能优化研究
目录
1.内容综述5
1.1研究背景与意义5
1.1.1再生能源发展现状7
1.1.2光伏发电应用前景8
1.1.3研究价值与目标9
1.2国内外研究现状11
1.2.1国外光伏建模技术进展11
1.2.2国内光伏性能优化方向14
1.2.3现有研究不足之处15
1.3研究内容与方法16
1.3.1主要研究内容概述17
1.3.2采用的技术路线18
1.3.3研究的技术手段19
2.光伏发电系统原理及组成20
2.1光伏发电基本原理21
2.1.1光伏效应介绍23
2.1.2光伏电池工作机制25
2.1.3光伏组件输出特性26
2.2光伏发电系统构成28
2.2.1光伏电池与组件28
2.2.2逆变器技术30
2.2.3支撑结构与电气控制33
2.3影响光伏发电效率因素34
2.3.1环境因素分析35
2.3.2设备因素探讨36
2.3.3运行因素影响37
3.光伏发电系统数学建模38
3.1光伏电池数学模型42
3.1.1单结晶硅电池模型43
3.1.2电池等效电路建立44
3.1.3电池参数辨识方法46
3.2光伏组件模型48
3.2.1组件串联并联模型50
3.2.2组件温度特性分析51
3.2.3组件效率模型构建52
3.3光伏逆变器模型53
3.3.1逆变器拓扑结构分析55
3.3.2逆变器控制策略研究57
3.3.3逆变器损耗模型建立60
3.4光伏发电系统整体模型61
3.4.1系统数学方程组63
3.4.2系统仿真平台搭建64
3.4.3模型验证与测试65
4.光伏发电系统性能优化方法66
4.1光伏系统运行优化69
4.1.1最大功率点跟踪技术70
4.1.2温度控制策略71
4.1.3恒功率/恒电压控制73
4.2光伏系统结构优化74
4.2.1光伏阵列排布优化76
4.2.2支撑结构设计优化81
4.2.3器件选型优化82
4.3光伏系统运行环境适应性优化83
4.3.1阴影遮挡补偿技术86
4.3.2风光互补技术87
4.3.3极端天气条件应对89
5.光伏发电系统性能仿真与实验验证92
5.1仿真平台搭建与参数设置93
5.1.1仿真软件选择94
5.1.2仿真模型参数配置96
5.1.3仿真实验方案设计97
5.2性能优化效果仿真分析98
5.2.1不同MPPT算法对比101
5.2.2不同优化策略效果对比103
5.2.3优化前后系统性能对比103
5.3实验平台搭建与实验方案105
5.3.1实验设备与平台介绍106
5.3.2实验方案详细设计107
5.3.3实验数据采集与处理111
5.4实验结果分析与讨论112
5.4.1仿真结果与实验结果对比113
5.4.2性能优化效果验证115
5.4.3研究结论总结116
6,结论与展望117
6.1研究工作总结119
6.2研究不足与展望120
6.2.1研究存在的局限性121
6.2.2未来研究方向建议122
1.内容综述
本研究旨在深入探讨和分析光伏发电技术系统的建模方法及其在提高能源利用效
率方面的应用潜力。首先通过详细阐述光伏发电的基本原理和技术特点，为后续的研究
奠定了坚实的理论基础。接着本文重点讨论了光伏发电系统中关键组件如太阳能电池板、
逆变器等的设计与选择策略，并对其性能进行了全面评估。
在系统建模部分，我们采用先进的数学模型来模拟光伏发电系统的运行状态，包括
光照强度、温度变化等因素对发电量的影响。同时还引入了储能系统（如蓄电池）的相
关参数，以实现对电力供需的动态平衡管理。此外基于机器学习算