農業節能灌溉光伏發電論文范文

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1基于PVsyst的100kW光伏并網電站構建

1.1在PVsyst中導入當地氣象數據并且輸入相關參數后，該系統能夠模擬當地的實際氣候等條件進行數據處理，得出仿真的詳細過程、使用的模型以及輸出功率，并給出相關的分析報告。以新疆阿拉爾的實際年日照情況為基礎，模擬仿真光伏發電及其并網情況預測，為后續實際并網提供理論基礎。

1.2100kW光伏并網電站構建計算100kW光伏并網電站包括集中電站并網系統和數據采集及監控系統。集中電站光伏并網系統由太陽能電池方陣、光伏接線箱、直流配電、集中逆變器、交流配電系統等組成。集中電站系統的太陽能電池方陣由3個完全相同的太陽能電池子方陣組成，總容量約為102.9kW，每個方陣由14×7電池組有序排列，具有一定的朝南的傾角和偏東方位角，每塊電池板功率350W。所有子方陣的直流輸出匯集入一臺安裝于控制室內的直流配電柜，并經過并網逆變器系統和變壓器將電能并入電網。數據采集系統由并網光伏發電站關鍵數據采集系統和氣象數據采集系統構成。并網光伏發電站關鍵數據由集中并網逆變器采集存儲，主要采集直流側電壓、電流，電網各相電壓、電流，每日發電量、總發電量等；氣象數據則由專門采集系統進行采集存儲，主要采集的數據包括風向、風速、雨量、環境溫度、組件溫度和輻照等。采集的這些數據可在控制室的上位機中顯示存儲，并實時監測現場的發電狀況。光伏并網電站系統結構圖如圖1所示。

2光伏并網電站(100kW)仿真研究

2.1設計所需相關信息根據阿拉爾的地理位置，采集相關信息：東經81.3°，北緯40.5°，海拔高度1070m，氣候區域為Ⅲ；采用交流并網輸出；并網電壓為交流，10.5kV，頻率50Hz；當地環境條件：氣候干燥，無遮陽(理想條件下)。

2.2系統設計在PVsyst中對光伏系統仿真分析，首先尋找阿拉爾墾區的信息，找到阿拉爾地區安裝地點的經緯度，然后利用meteonorm6.0軟件計算該地點10年的氣象參數，并保存為ALARhour.dat，最后點擊PVsyst主界面的Tools然后導入數據。再根據阿拉爾當地的漫反射數值選擇為0.2，同時根據光伏組件采用固定傾斜角安裝(Fixedtitedplane)，傾斜角度可以根據設計要求或選擇能量損失最小來確定。仿真實驗中根據能量損失最小確定傾斜角(Tiltangle)為56°，方位角為0°(正南方)，設置如圖2。通過軟件對光伏陣列模塊進行布局后，對陣列出現遮光情況進行模擬分析，先定義了陰影部分，然后對陰影部分進行了分析如圖3和圖4。根據系統要求選擇變壓器、各光伏組件，并設4個PV方陣，組件數量294個，在PVsyst軟件中輸入參數，得100kW光伏陣列仿真分析圖5，其中PV陣列的生成數據列表1中所示。從圖5的仿真圖中可以看出，仿真后逆變器工作電壓為AC450-850V，最大功率95kW。通過軟件仿真后生成報告如圖6和圖7，光伏陣列年平均輸出的有效能量為147896kWh/a，注入電網的能量為142443kWh/a。應用軟件仿真模擬出的100kW光伏并網電站的結構圖，該結構圖主要有PV陣列、逆變系統、用戶三部分組成，如圖8。PV陣列設計效果如圖9所示。通過PVsyst構建阿拉爾地區110kW并網光伏電站的仿真研究，對于光伏并網技術有了更加深入的認識，從而為阿拉爾地區大型光伏電站的建立提供理論支持和技術保障。

3結論

在光伏發電系統設計方面，基于PVsyst軟件，通過搜集阿拉爾地區相關地理氣象數據資料，進行了100kW光伏并網電站的仿真研究得到：1）在東經81.3°，北緯40.5°條件下，逆變器工作電壓為AC450~850V，功率為90kW，效率為90%。2）100kW伏陣列年平均輸出的有效能量為147896kWh/a，注入電網的能量為142443kWh/a。由此可見，由于阿拉爾墾區的日照時間長，在該地區建立大型光伏電站在理論上是可行的，為農業節水灌溉提供新能源。

作者：李建軍王偉單位：塔里木大學機械電氣化工程學院