1、第1章 緒論隨著負荷的快速增長以及電力市場的逐步推行，傳統的集中式發電已經不能滿足當今社會對能源及電力供給的需求。近年來，集中式發電收到其自身缺陷的限制，對電力供給的穩定的平安帶來了影響。為了解決這類問題，一種高效、靈活、可靠、經濟的發電方式應運而生，即分布式發電技術。分布式發電技術通常指發電功率在數千瓦至數兆瓦的小型模塊化且分散布置在用戶附近的高校、可靠、清潔、可持續開展的發電技術。分布式電源主要包括微型燃氣輪機、燃料電池、光伏發電和風力發電等新能源。分布式電源的開發、研究和建設，有如下意義：1. 城市的大規模開展，使得新的配電線路開辟越來越困難，而直接在用戶近旁安裝分布式電源是一種很有效的

2、替代方案。2. 對于偏遠地區，可以依靠當地豐富的自然資源，選擇合理的分布式發電方式能夠很有效的節約籌建投資達的電網。3. 隨著電力市場的逐步推行，用戶對供電可靠性、電能質量以及電價的關注日益增加，而采用分布式發電那么有利于降低用戶電價，提高電能質量和供電可靠性，同時滿足用戶多方面的要求，為用戶提供更多的用電選擇。4. 分布式電源成為了一種以電網最大經濟為目的的調頻、調峰的手段。由于分布式電源的引入，電源的節點類型出現了PQ、PI、PV、PQV節點。含分布式電源的配電網潮流計算的作用是計算線路中的功率和電壓，有時也會用來評估其并網后對配電系統產生的影響，并且是分析分布式電源對電網靜態穩定性影響等

3、其他研究工作的根底，因此研究含分布式電源的配電網潮流計算有一定的理論意義和實用價值。第2章 光伏電池特性及其仿真模型的建立2.1 光伏電池等效電路根據電子學理論，太陽電池的等效電路如下圖圖2-1 光伏電池等效電路圖太陽能光伏電池的發電狀態的電流方程為：I=Iph-Id-Ish由電子學理論可知，太陽能光伏電池的數學模型可等效為：I=Iph-I0eqV+RsIAKT-1-V+RsIRsh其中，參數意義如下：符號意義符號意義I光伏電池輸出電流Rsh光伏電池的并聯電阻V光伏電池輸出電壓Rs光伏電池的串聯電阻Iph光生電流A二極管特性因子I0二極管飽和電流K玻爾茲曼常數Ish流過二極管的電流T光伏電池溫

4、度q電子的電荷量表2-1 光伏電池數學模型參數意義表2.2 光伏電池仿真模型的建立2.2.1 工程用光伏電池的數學模型上式是基于物理原理的太陽能電池最根本的解析表達式，已被廣泛應用于太陽電池的理論分析中，但表達式中的5個參數，包括Iph、I0、Rs、Rsh、A，它們不僅與電池溫度和日射強度有關，而且確定十分困難，因此不便于工程應用，也不是太陽電池供給商向用戶提供的技術參數。工程用模型強調的是實用性與精確性的結合，通常要求僅采用供給商提供的幾個重要技術參數，如Isc、Voc、Im、Vm，就能在一定的精度下復現列陣的特性，并能便于計算機分析。在近似簡化前，需要考慮一下Rs和Rsh：在光伏電池中，并

5、聯電阻Rsh阻值很大，而串聯電阻Rs阻值那么非常小。由于Rs和Rsh是分別并聯、串聯在電路中的，因此在進行計算時那么可以進行以下近似：1. 由于Rsh很大，使得V+RsIRsh遠小于光伏電池的電流，通常將該項忽略，那么I=Iph-I0eqV+RsIAKT-12. 考慮到Rs通常遠小于二極管正向導通電阻，因此設定Iph=Isc，那么I=Isc-I0eqV+RsIAKT-1此外，還需要考慮光伏電池處于最大功率點和開路狀態情況條件下，電壓和電流的關系：1. 處于最大功率點時，V=Vm，I=Im，那么Im=Isc-I0eqV+RsIAKT-12. 開路狀態下，V=Voc，I=0，那么0=Isc-I0e

6、qVoc+RsIAKT-1綜合以上對光伏電池數學模型的分析，可將式簡化為I=Isc1-C1eVC2Voc-1常溫條件下eVC2Voc1，可忽略其中的“-1項，解出C1，C1=1-ImIsceVC2Voc再由開路條件下，有式，并把上式帶入，可得C2，C2=VmVm-1ln1-ImIsc本模型只需要輸入太陽電池通常的技術參數Isc、Voc、Im、Vm，就可以根據式得出C1、C2，最后得出太陽電池的I-V特性曲線。太陽電池I-V特性曲線與光照強度和電池溫度有關。通常地面上光照強度S的變化范圍為0-1000Wm2，太陽電池的溫度變化較大，可能為10-70。按標準，取Sref=1000Wm2，Tref=

7、25為參考光強和參考電池溫度。通過對參考光強和參考電池溫度下I-V特性曲線上任一點V，I的移動，得到新光強和新電池溫度下的I-V特性曲線上任一點V，I為：dT=T-TrefdI=aSSrefdT+SSref-1IscdV=-bdT-RsdII'=I+dIV=V-dV式中：a:參考日照強度下的電流溫度系數b:參考日照強度下的電壓溫度系數2.2.2 光伏電池的simulink模型下列圖是根據上文中的數學模型建立的光伏電池simulink模型。圖2-2 simulink光伏電池模型對上圖光伏電池模型進行封裝如下列圖。封裝之后還需針對其內部可變參數進行提取和關聯以便無需翻開封裝系統就可以對光伏電池模型參數進行設置。關聯好的參數設置輸入窗口如圖。圖2-3 simulink光伏電池封裝子系統圖2-4 simulink光伏電池參數設置對話框至此光伏電池內部建模結束，本文采用的光伏板數據如表所示最大功率Pm59.9W最大功率點處電流Im3.5A最大功率點處電壓Um17.1V短路電流Ics3.74A開路電壓Uoc21.0V參考日照強度下的電流溫度系數0.0065參考日照強度下的電壓溫度