【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综述目录TOC\o"1-3"\h\u27926基于MATLAB的光伏出力特性研究综述 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光伏出力各因素影响的分析 3313411.2.2光伏出力特性各因素影响 4本文在仿真模拟基于光伏出力特性问题时，主要是基于M语言进行编程的，该编程环境操作简单、易于实现。1.1基于MATLAB的光伏出力特性仿真在本文的仿真过程中，为了能够有效模拟南疆地区大规模分布式光伏的出力特性，在此选择了一组光伏组件进行仿真模型，大规模的出力特性，整体符合统计规律，可以是正态分布函数，可以是中间小两头大曲线，也可以是按照一定的概率密度函数进行分布，但是无论是按照何种分布曲线，其光伏基本单元的出力特性是不变的，为了研究该问题，特设置光伏组件的开路输出电压为320V，短路电流为15A，温度选择25℃，按照前文所述的分布式光伏的基本特性数学公式，可以得到如下图6-1所示的输出电压和输出电流的特性曲线，具体如下：图6-1光伏电源输出VI特性曲线示意图按照前文所述的分布式光伏的基本特性数学公式，可以得到如下图6-2所示的输出电压和输出功率的特性曲线，具体如下：图6-2光伏电源输出VP特性曲线示意图为了研究其他因素对于光伏输出特性的影响，上文给出了局部光照阴影的影响分析，在此给出了不同温度情况下，光伏组件的输出电压和输出功率的曲线特性，与上述仿真类似，太阳能电池板采用厂家提供的参数，温度选择25℃，根据光照和温度的影响，设置相应的补偿系数进行等效，按照前文所述的分布式光伏的基本特性数学公式，可以得到如下图6-3所示的输出电压和输出功率的特性曲线，具体如下：图6-3光伏电源在不同温度情况下输出VP特性曲线图根据上述波形图，可以得出，无论是分布式还是集中式光伏电源，其输出电压和输出功率均呈现类似的波形曲线，在一定的电压范围，输出功率最大，因此在对大规模分布式光伏组件的使用过程中，必须要按照最大功率跟踪进行实现，以达到大规模光伏的最大利用和高效配置。1.2光伏出力特性分析对于周期性较为明显的光伏发电站，其周期性表现在白天光伏出力西安增高后减小，在晚上无光照的情况下，光伏出力为零。而对于特殊的光伏发电站，其光伏出力主要来源于非动态信息和动态信息，地理位置、系统数据和组件规格等非动态信息一般为确定值，而动态信息则会时刻影响着光伏出力的大小。1.2.1光伏出力各因素影响的分析依据相关研究得知，光伏电站的光伏出力的大小受到温度、光照强度等各类因素的影响。同时，针对影响光伏出力的气象因素，需要分析光伏出力与气象因素之间的相关特性。主要研究方法有散点图法、线形图法和相关系数法。散点图法：在直角坐标系平面上将两变量的值表示就是散点图，比较直观，同时也能看出随着自变量的改变，其因变量数据的变化趋势走向。能够方便地选择适合的数据进行拟合，从而推导出变量间的数值关系。线形图法：通常以采样点为横坐标，采样值为纵坐标。把采样的数据标到坐标的对应位置，随后把各个坐标点连接起来，形成一条相关联的曲线。在分析多个变量间的变化的走向时，可以用多条不同的曲线在同一图中表示便于分析。相关系数法：相关的系数主要有３种；皮尔森相关系数、斯皮尔曼相关系数和肯德尔相关系数，其公式如下：（６-1）（６-２）（６-３）式中，，表示着两个变量，，表示着两变量的平均值（，），其中Ｎ表示变量的数量；表示差分集合，；Ｃ和Ｄ表示着，之中有着一致性与非一致性的元素对数（两个元素是一对）。相关系数法中的三种系数可以表示变量之间的大小和方向上的变化，范围在之间，其值为0时，表示两个变量不相关；正值表示两个变量正相关，负值表示两个变量负相关，其值的大小表示的是相关性的强弱。一般的评价标准为：时（），是强相关；时，是较强相关；时，是中强度相关；，是弱相关；，是不相关。根据上述分析，我们可以才有多种方式对光伏出力特性进行分析和研究，并且根据分析确定出光伏出力和气象因素之间相关关系1.2.2光伏出力特性各因素影响根据时间尺度的不同，出力特性可以分为长期特性和瞬时特性。这里所说的光伏出力的长期特性，指的是在一个月或者更长时间规范内所呈现出来的特性。主要受气象、季节等因素的影响，所具有一定的变化规律性；同时光伏出力瞬时性是在某些特定时刻所受到不确定因素的影响，如当时地天气、风沙等。受影响持续时间较短的一种特性，没有过于明显的规律。依据光生伏特的效应，光伏电站的系统将光能转化成电能，所以从大体上分析可知光伏出力和光照强度呈现规律分布。根据每日的光照强度分析得出光伏出力特性在每个时刻的强弱如图6-4所示曲线具体如下：图6-４光伏出力特性各季节日出力特性曲线据上图可以看出在各个季节中每日的光伏出力特性在每日的14时的光伏出力特性最高，同时也可以看出在一日的时间内除去无光照时间，每日的光伏出力特性是有规律的变化的。由于地球的自转所带来的影响，太阳光照有着非常强的昼夜规律，在天气情况类似的条件下，光伏出力特性曲线的相似程度较高，同时也随着地球的公转，每片地区的太阳光照角度也会随之变化，也会导致出力季节性的差异。大气层中的各类因素也会对太阳光照有着遮挡，导致各地区受到的光照强度降低，其中云层的影响最大，各类天气情况的云层遮挡率是不同的，对太阳光照的影响也是不同的，据此模拟出各天气状况下的出力：图6-5不同天气下光伏出力特性曲线图6-5中可以看出在晴天情况下的出力数值最大，多云天气第二，另两种天气情况下的光伏出力数值较低。这是因为晴天被云层覆盖的面积低，多云天气云层面积增加，但光可以透过云层，而阴雨天气云层覆盖高、云层厚，光几乎不能够透过云层，所以云层的覆盖率越高影响光伏出力也就越明显。据上述实验表明，太阳能电站光伏电池板通过光生伏特效应将光能有效的转化为电能，不难看出光照强度和光照时间是影响光伏出力强弱的直接因素。换言之，光照的强度越大时间越长，光伏电板转换的电能越多，光伏出力也就越大，在相反的情况下也是相同的性质。根据仿真曲线可以得出，在强光照情况下，光伏出力特性与光伏电站的等值容量基本是正相关的，只有极小部分是负相关。所以在光伏电站的光电转换的效率相同，光伏电站的光