基于混合逻辑动态模型的分布式光伏/储能系统时变阻抗特性研究

With the increase of distributed photovoltaic , how to improve the power efficiency has become an important research direction. Due to the PV string mismatch (shielding, panels manufacturing differences, aging degree and design/environmental factors) will lead to inconsistent of the power output between each PV module, especially in multi photovoltaic module series group. Because the PV output power according to the minimum PV module current, this will lead to the low utilization rate and power reduction for the all system. According to the problem above, the project study change the PV string output impedance through the application of energy storage, optimize PV string power output characteristics, recover the power loss; and built the mixed logic dynamic model of the distributed photovoltaic / energy storage under PV modules and energy storage bottom coupled system, analysis of the distributed photovoltaic and energy storage complementary characteristics of the integration system, electrical impedance, and PV module output consistency and control strategies. The project will provide technical principle for using energy storage to improve the power utilization rate and the stability of distributed photovoltaic.

随着分布式光伏应用的增多，提高其发电利用率成为重要的研究方向，由于光伏组串的失配（遮蔽、电池板制造差异、老化程度及设计/环境因素等）会导致各光伏组件功率输出的不一致，特别是在多组串联的光伏模块中，整个组串按最小光伏组件电流发电，导致光伏发电的整体利用率较低和发电量减少；本课题针对分布式光伏发电随机波动性及间歇性的特点及光伏发电利用率较低等问题，通过应用储能改变光伏组串输出阻抗，优化光伏组串功率输出特性，恢复损失的电能；构建储能和光伏组件底层耦合的分布式光伏/储能一体化系统的混合逻辑动态模型，分析分布式光伏/储能一体化系统的互补特性，接口电气阻抗特性，以及光伏模块输出一致性和利用率的控制算法；为采用储能提高分布式光伏发电利用率和稳定性提供重要的技术思路。

开发利用太阳能等可再生能源是解决环境污染与能源供给问题、实现社会可持续发展的根本途径。分布式光伏发电技术作为开发利用太阳能资源的有效方式,近年来获得了快速的发展。但是分布式光伏系统极易受到局部遮挡、积尘覆盖及电池老化等因素的影响,导致光伏阵列出现输出特性不一致的失配问题。失配问题不仅会严重影响分布式光伏系统的发电效率,同时失配问题引起的热斑效应现象还会降低光伏系统的可靠性和安全性。当前分布式光伏系统的失配问题分析与优化控制研究己经成为光伏发电技术的热点研究方向之一。.围绕分布式光伏系统的失配分析与优化控制问题,目前已有部分文献针对失配特性分析与阵列优化设计、全局最大功率点跟踪方法等具体内容展开了研究。但是从研究现状来看，利用储能解决失配问题的研究较少，本课题针对分布式光伏发电随机波动性及间歇性的特点及光伏发电利用率较低等问题，通过应用储能改变光伏组串输出阻抗，优化光伏组串功率输出特性，恢复损失的电能；构建储能和光伏组件底层耦合的分布式光伏/储能一体化系统的混合逻辑动态模型，分析分布式光伏/储能一体化系统的互补特性，接口电气阻抗特性，以及光伏模块输出一致性和利用率的控制算法；；最后搭建了一套分布式光伏/储能样机，针对光伏板在不同遮挡情况进行了实验，验证了本项目提出的方案的可行性，为采用储能提高分布式光伏发电利用率和稳定性提供重要的技术思路。