户用光伏系统实时监测与运行评价

摘要

传统能源枯竭，新能源不断开发利用，可再生能源越来越受到重视。太阳能以其资源无限、清洁及可持续性等优点成为新能源中的佼佼者。户用光伏发电系统的应用，在国内外越来越普及，对户用光伏发电系统的研究成为当下分布式光伏电站研究热点之一。
　　本文从户用光伏发电系统应用角度出发，以光伏发电系统运行最优为评价目标，对户用光伏发电系统的运行特性、运行评价指标、运行评价模型及实时监测系统等方面进行了研究。主要研究内容如下:
　　首先，介绍了户用光伏发电系统的基本组成结构。对主要部件如太阳能光伏电池板、蓄电池、逆变器的相关运行特性进行分析说明，通过研究组件运行数学模型以及仿真分析，得出影响光伏系统运行的相关参数，确定户用光伏发电实时监测系统所需参数，为光伏发电系统运行评价体系及实时监测系统的建立奠定基础。
　　其次，研究了户用光伏发电系统运行评价指标体系的建立。从发电量指标、能耗指标、效率指标、电能质量指标和标准等价指标等方面，论述了户用光伏发电系统运行评价指标的选取依据以及数据获取途径，建立了户用光伏发电系统运行评价指标体系。利用层次分析法和熵权法建立组合赋权法的TOPSIS户用光伏发电系统运行评价模型。
　　再次，给出了户用光伏发电系统实例分析。根据改进的TOPSIS光伏运行评价模型，进行实例评价分析。分析结果表明，综合评价方法可以从多方面评价系统的整体运行性能。针对典型日光伏发电系统的运行数据包括发电量、输出电能质量以及灰尘影响等方面的分析对比，验证了评价结果的有效性。另外，还分析了温度对于光伏系统整体效率的影响，以及不同光伏系统间系统效率的差异。
　　最后，给出了光伏系统实时监测与评价平台的设计。针对小型光伏发电系统的实际应用，参照文中对光伏发电系统运行特性的分析，进行光伏发电监测与运行评价系统设计，包括系统整体方案、硬件设计、软件设计以及监测系统WEB应用程序开发设计等，实现光伏发电系统实时监测与评价。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课压的研究背景与意义

1．2 国内外光伏发电系统运行评价研究现状

1．2．1 光伏组件能耗评价

1．2．2 光伏系统能效评价

1．2．3 光伏系统技术评价

1．2．4 光伏系统经济效益评价

1．2．5 光伏系统综合效益评价

1．3 目前光伏发电系统评价存在的问题

1．4 本文的主要工作

第二章 户用光伏发电系统运行特性及运行监测参数分析

2．1 太阳能光伏电池板特性分析

2．1．1 光照强度对光伏电池板输出的影响

2．1．2 温度变化对光伏电池板输出的影响

2．1．3 太阳能电池板电能输出分析

2．2 蓄电池特性分析

2．2．1 蓄电池容量

2．2．2 荷电状态

2．2．3 温度对电池容量的影响

2．3 逆变器特性分析

2．3．1 输出电压稳定性

2．3．2 整机效率

2．3．3 逆变器转换效率仿真分析

2．4 运行监测参数分析

2．5 本章小结

第三章 户用光伏发电系统运行评价指标体系及模型构建

3．1 户用光伏发电系统运行指标分析

3．1．1 发电量指标分析

3．1．2 能耗指标分析

3．1．3 效率指标分析

3．1．4 电能质量指标分析

3．1．5 标准等价指标分析

3．2 户用光伏发电系统运行评价指标体系

3．3 户用光伏发电运行评价模型构建

3．3．1 评价指标数据处理

3．3．2 评价指标权重求解

3．3．3 加权规范化矩阵及理想解

3．3．4 评价值与评价结果分析

3．4 本章小节

第四章 户用光伏发电系统运行评价实例分析

4．1 户用光伏发电系统运行评价实例分析

4．1．1 光伏发电系统简介

4．1．2 数据采集与处理

4．1．3 指标权重确定

4．1．4 评价结果分析

4．2 光伏发电系统运行定量分析

4．2．1 光伏系统典型日数据对比分析

4．2．2 积灰对电能输出影响分析

4．2．3 光伏发电效率分析

4．3 本章小节

第五章 户用光伏发电系统实时监测与运行评价平台设计

5．1 监测系统整体方案

5．2 监测系统硬件设计

5．2．1 系统硬件方案选择

5．2．2 数据采集方案设计

5．3 监测系统软件设计

5．3．1 系统软件方案确定

5．3．2 系统软件平台搭建

5．4 监测系统WEB程序开发设计

5．4．1 监测评价系统登录界面设计

5．4．2 监测系统数据显示程序设计

5．4．3 光伏系统运行评价程序设计

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 研究展望

附录

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参与的项目