基于PVsyst的分布式光伏系統仿真

張枝俊+胡慶國+吳寅

【摘 要】 隨著世界工業化進程的快速發展，能源緊缺與環境污染問題日益突顯。本文在分析了光伏發電產業及相關控制技術現狀的基礎上，綜合對比傳統的并網系統和離網系統的優缺點，設計了既可以離網獨立工作，又能并網運行將富余電能輸入電網的分布式光伏系統。

【關鍵詞】 并離網 儲能 PVsyst

緒 言

隨著世界工業化進程的快速發展，能源緊缺與環境污染問題日益突顯。作為世界上最大的發展中國家，中國的能源和環境問題更為嚴峻，以光伏發電為代表的清潔能源體系代替以化石燃料為主的能源體系勢在必行。本文在分析了光伏發電產業及相關控制技術現狀的基礎上，綜合對比傳統的并網系統和離網系統的優缺點，設計了既可以離網獨立工作，又能并網運行將富余電能輸入電網的分布式光伏發電系統，達到可靠性與經濟性的統一。

1 分布式光伏系統組成

本系統主要由光伏陣列、直流系統、儲能系統和交流系統4部分組成。工作原理是光伏陣列產生的直流電能經過MPPT（最大功率點）控制器，使其輸出效率最高，通過給儲能系統供電使系統在夜間也能工作，在交流系統中并網逆變器將直流電壓轉換為穩定的交流并網電壓供給負荷，富余的電能可以輸入電網中。

2 分布式光伏系統的設計

本系統光伏組件選擇的是285W多晶硅電池板。光伏陣列安裝地點為安徽葉集，經度為116oE，緯度為32oN。

光伏陣列的安裝角度可以由PVsyst仿真得出，本系統選擇計算算法為全年最優，這樣可以使系統發電量最大化。故光伏陣列傾角為26度，方位角0度。具體如圖1所示。

光伏陣列容量選擇為5kW。經過PVsyst仿真計算得出光伏陣列排列為6塊串聯，3組并聯，共18塊組件。MPPT控制器工作電壓為184V，最大功率點電流為23.7A。儲能模塊由12V160A電池5塊串聯，4組并聯，組成60V640Ah蓄電池組。如圖2所示。

3 實驗仿真

本系統設計基于PVsyst，其含有全球各地的詳細天文數據，大大簡化系統設計。

表1為PVsyst得出的仿真主要結果。由表1可以看出，本系統全年發電量為5.779MWh，其中供給負荷使用為3.255MWh，系統供電充足時向電網輸送電能2.411MWh。本系統向電網輸送的電能占到總發電量的41.7%。

圖3為SOC狀態分布圖。由圖3可以得到蓄電池在1月、和12月少數幾天荷電狀態（SOC）在0.3以下，其余月份蓄電池荷電狀態均在0.3以上。蓄電池組SOC數值在0.3以上時可獲得最優使用壽命。

4 結論

本系統通過采用帶儲能式光伏系統設計，使用PVsyst仿真得出，本系統可以為5kW負荷供電，同時一年可以向電網輸送2.411MWh的清潔能源，占系統發電量的42%，可產生可觀的經濟效益。

【參考文獻】

[1] 馬文靜，馬學鵬.基于PVSYST的分布式光伏設計研究[J]. 甘肅科技， 2017， 33（4）：33-35.

[2] 徐文禮.光伏建筑一體化系統研究與設計[D]. 吉林大學， 2012.

[3] 張枝俊.基于PVsyst的離網光伏系統仿真研究[J].中國科技信息， 2016（5）：39-39.

作者簡介：張枝?。?990-），單位：國網安徽省電力有限公司六安市葉集供電公司，安徽葉集，237431，碩士，主要從事電力電子與電力傳動研究。endprint