【基于MATLAB的光伏出力特性研究2600字】

基于MATLAB的光伏出力特性研究綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u27926基于MATLAB的光伏出力特性研究綜述 11321.1基于MATLAB的光伏出力特性仿真 1260251.2光伏出力特性分析 3174421.2.1光伏出力各因素影響的分析 3313411.2.2光伏出力特性各因素影響 4本文在仿真模擬基于光伏出力特性問題時，主要是基于M語言進行編程的，該編程環境操作簡單、易于實現。1.1基于MATLAB的光伏出力特性仿真在本文的仿真過程中，為了能夠有效模擬南疆地區大規模分布式光伏的出力特性，在此選擇了一組光伏組件進行仿真模型，大規模的出力特性，整體符合統計規律，可以是正態分布函數，可以是中間小兩頭大曲線，也可以是按照一定的概率密度函數進行分布，但是無論是按照何種分布曲線，其光伏基本單元的出力特性是不變的，為了研究該問題，特設置光伏組件的開路輸出電壓為320V，短路電流為15A，溫度選擇25℃，按照前文所述的分布式光伏的基本特性數學公式，可以得到如下圖6-1所示的輸出電壓和輸出電流的特性曲線，具體如下：圖6-1光伏電源輸出VI特性曲線示意圖按照前文所述的分布式光伏的基本特性數學公式，可以得到如下圖6-2所示的輸出電壓和輸出功率的特性曲線，具體如下：圖6-2光伏電源輸出VP特性曲線示意圖為了研究其他因素對于光伏輸出特性的影響，上文給出了局部光照陰影的影響分析，在此給出了不同溫度情況下，光伏組件的輸出電壓和輸出功率的曲線特性，與上述仿真類似，太陽能電池板采用廠家提供的參數，溫度選擇25℃，根據光照和溫度的影響，設置相應的補償系數進行等效，按照前文所述的分布式光伏的基本特性數學公式，可以得到如下圖6-3所示的輸出電壓和輸出功率的特性曲線，具體如下：圖6-3光伏電源在不同溫度情況下輸出VP特性曲線圖根據上述波形圖，可以得出，無論是分布式還是集中式光伏電源，其輸出電壓和輸出功率均呈現類似的波形曲線，在一定的電壓范圍，輸出功率最大，因此在對大規模分布式光伏組件的使用過程中，必須要按照最大功率跟蹤進行實現，以達到大規模光伏的最大利用和高效配置。1.2光伏出力特性分析對于周期性較為明顯的光伏發電站，其周期性表現在白天光伏出力西安增高后減小，在晚上無光照的情況下，光伏出力為零。而對于特殊的光伏發電站，其光伏出力主要來源于非動態信息和動態信息，地理位置、系統數據和組件規格等非動態信息一般為確定值，而動態信息則會時刻影響著光伏出力的大小。1.2.1光伏出力各因素影響的分析依據相關研究得知，光伏電站的光伏出力的大小受到溫度、光照強度等各類因素的影響。同時，針對影響光伏出力的氣象因素，需要分析光伏出力與氣象因素之間的相關特性。主要研究方法有散點圖法、線形圖法和相關系數法。散點圖法：在直角坐標系平面上將兩變量的值表示就是散點圖，比較直觀，同時也能看出隨著自變量的改變，其因變量數據的變化趨勢走向。能夠方便地選擇適合的數據進行擬合，從而推導出變量間的數值關系。線形圖法：通常以采樣點為橫坐標，采樣值為縱坐標。把采樣的數據標到坐標的對應位置，隨后把各個坐標點連接起來，形成一條相關聯的曲線。在分析多個變量間的變化的走向時，可以用多條不同的曲線在同一圖中表示便于分析。相關系數法：相關的系數主要有３種；皮爾森相關系數、斯皮爾曼相關系數和肯德爾相關系數，其公式如下：（６-1）（６-２）（６-３）式中，，表示著兩個變量，，表示著兩變量的平均值（，），其中Ｎ表示變量的數量；表示差分集合，；Ｃ和Ｄ表示著，之中有著一致性與非一致性的元素對數（兩個元素是一對）。相關系數法中的三種系數可以表示變量之間的大小和方向上的變化，范圍在之間，其值為0時，表示兩個變量不相關；正值表示兩個變量正相關，負值表示兩個變量負相關，其值的大小表示的是相關性的強弱。一般的評價標準為：時（），是強相關；時，是較強相關；時，是中強度相關；，是弱相關；，是不相關。根據上述分析，我們可以才有多種方式對光伏出力特性進行分析和研究，并且根據分析確定出光伏出力和氣象因素之間相關關系1.2.2光伏出力特性各因素影響根據時間尺度的不同，出力特性可以分為長期特性和瞬時特性。這里所說的光伏出力的長期特性，指的是在一個月或者更長時間規范內所呈現出來的特性。主要受氣象、季節等因素的影響，所具有一定的變化規律性；同時光伏出力瞬時性是在某些特定時刻所受到不確定因素的影響，如當時地天氣、風沙等。受影響持續時間較短的一種特性，沒有過于明顯的規律。依據光生伏特的效應，光伏電站的系統將光能轉化成電能，所以從大體上分析可知光伏出力和光照強度呈現規律分布。根據每日的光照強度分析得出光伏出力特性在每個時刻的強弱如圖6-4所示曲線具體如下：圖6-４光伏出力特性各季節日出力特性曲線據上圖可以看出在各個季節中每日的光伏出力特性在每日的14時的光伏出力特性最高，同時也可以看出在一日的時間內除去無光照時間，每日的光伏出力特性是有規律的變化的。由于地球的自轉所帶來的影響，太陽光照有著非常強的晝夜規律，在天氣情況類似的條件下，光伏出力特性曲線的相似程度較高，同時也隨著地球的公轉，每片地區的太陽光照角度也會隨之變化，也會導致出力季節性的差異。大氣層中的各類因素也會對太陽光照有著遮擋，導致各地區受到的光照強度降低，其中云層的影響最大，各類天氣情況的云層遮擋率是不同的，對太陽光照的影響也是不同的，據此模擬出各天氣狀況下的出力：圖6-5不同天氣下光伏出力特性曲線圖6-5中可以看出在晴天情況下的出力數值最大，多云天氣第二，另兩種天氣情況下的光伏出力數值較低。這是因為晴天被云層覆蓋的面積低，多云天氣云層面積增加，但光可以透過云層，而陰雨天氣云層覆蓋高、云層厚，光幾乎不能夠透過云層，所以云層的覆蓋率越高影響光伏出力也就越明顯。據上述實驗表明，太陽能電站光伏電池板通過光生伏特效應將光能有效的轉化為電能，不難看出光照強度和光照時間是影響光伏出力強弱的直接因素。換言之，光照的強度越大時間越長，光伏電板轉換的電能越多，光伏出力也就越大，在相反的情況下也是相同的性質。根據仿真曲線可以得出，在強光照情況下，光伏出力特性與光伏電站的等值容量基本是正相關的，只有極小部分是負相關。所以在光伏電站的光電轉換的效率相同，光伏電站的光