基于PVsyst的分布式光伏系统仿真

张枝俊+胡庆国+吴寅

【摘 要】 随着世界工业化进程的快速发展，能源紧缺与环境污染问题日益突显。本文在分析了光伏发电产业及相关控制技术现状的基础上，综合对比传统的并网系统和离网系统的优缺点，设计了既可以离网独立工作，又能并网运行将富余电能输入電网的分布式光伏系统。

【关键词】 并离网 储能 PVsyst

绪 言

随着世界工业化进程的快速发展，能源紧缺与环境污染问题日益突显。作为世界上最大的发展中国家，中国的能源和环境问题更为严峻，以光伏发电为代表的清洁能源体系代替以化石燃料为主的能源体系势在必行。本文在分析了光伏发电产业及相关控制技术现状的基础上，综合对比传统的并网系统和离网系统的优缺点，设计了既可以离网独立工作，又能并网运行将富余电能输入电网的分布式光伏发电系统，达到可靠性与经济性的统一。

1 分布式光伏系统组成

本系统主要由光伏阵列、直流系统、储能系统和交流系统4部分组成。工作原理是光伏阵列产生的直流电能经过MPPT（最大功率点）控制器，使其输出效率最高，通过给储能系统供电使系统在夜间也能工作，在交流系统中并网逆变器将直流电压转换为稳定的交流并网电压供给负荷，富余的电能可以输入电网中。

2 分布式光伏系统的设计

本系统光伏组件选择的是285W多晶硅电池板。光伏阵列安装地点为安徽叶集，经度为116oE，纬度为32oN。

光伏阵列的安装角度可以由PVsyst仿真得出，本系统选择计算算法为全年最优，这样可以使系统发电量最大化。故光伏阵列倾角为26度，方位角0度。具体如图1所示。

光伏阵列容量选择为5kW。经过PVsyst仿真计算得出光伏阵列排列为6块串联，3组并联，共18块组件。MPPT控制器工作电压为184V，最大功率点电流为23.7A。储能模块由12V160A电池5块串联，4组并联，组成60V640Ah蓄电池组。如图2所示。

3 实验仿真

本系统设计基于PVsyst，其含有全球各地的详细天文数据，大大简化系统设计。

表1为PVsyst得出的仿真主要结果。由表1可以看出，本系统全年发电量为5.779MWh，其中供给负荷使用为3.255MWh，系统供电充足时向电网输送电能2.411MWh。本系统向电网输送的电能占到总发电量的41.7%。

图3为SOC状态分布图。由图3可以得到蓄电池在1月、和12月少数几天荷电状态（SOC）在0.3以下，其余月份蓄电池荷电状态均在0.3以上。蓄电池组SOC数值在0.3以上时可获得最优使用寿命。

4 结论

本系统通过采用带储能式光伏系统设计，使用PVsyst仿真得出，本系统可以为5kW负荷供电，同时一年可以向电网输送2.411MWh的清洁能源，占系统发电量的42%，可产生可观的经济效益。

【参考文献】

[1] 马文静，马学鹏.基于PVSYST的分布式光伏设计研究[J]. 甘肃科技， 2017， 33（4）：33-35.

[2] 徐文礼.光伏建筑一体化系统研究与设计[D]. 吉林大学， 2012.

[3] 张枝俊.基于PVsyst的离网光伏系统仿真研究[J].中国科技信息， 2016（5）：39-39.

作者简介：张枝俊（1990-），单位：国网安徽省电力有限公司六安市叶集供电公司，安徽叶集，237431，硕士，主要从事电力电子与电力传动研究。endprint