中期总结报告

电气与电子信息工程学院

毕业设计（论文）中期总结报告

一、论文题目

本设计的题目为：太阳能光伏系统的仿真与优化研究

二、总体方案设计

本设计采用太阳能并网光伏系统，使用Pvsyst软件进行太阳能光伏系统的仿真与优化，本设计采用的并网光伏系统不需要蓄电池，光伏电池发出的电能直接接入国家电网，具体的方案设计总框图如图1所示。

图1 总体方案设计框图

三、已完成的设计内容

1.撰写了开题报告，阐述了本设计研究的目的意义、发展趋势、以及拟采用的研究方法，确定了本设计采用的光伏系统的种类为并网光伏发电系统，不需要蓄电池，直接连入国家电网。

2.查阅了大量的资料，学习分析了太阳能发电的原理，即利用半导体的光伏效应，通过阳光的照射,光子进入到P-N结区附近产生电子空穴对，在P-N 结内部电场作用下，N区的空穴向P区运动，而P区的电子向N区运动，最后使光伏电池的受光面有大量的负电荷堆积，光伏电池的背光面有大量的正电荷堆积，若在光伏电池上安装上金属电极连入电路中就会产生电动势，即可以进行发电。

3.进行了方案的设计，本设计并网光伏系统由太阳能电池板、逆变器、斩波器、控制器等组成，其中对逆变器的要求较高，保证逆变器在负载或者日照幅度变化大的情况下均能高效的运行，其作用是将太阳能电池板产生的直流电转变为交流电。斩波器通过周期性地快速开通、关断，把输入电压斩成一系列的脉冲电压，改变脉冲列的脉冲宽度或频率可以调节输出电压的平均值，即将

太阳能电池板产生的直流电压变成逆变器所需要的直流电压，即调压作用，从而达到可以保护整个系统的正常运行的作用。控制器控制光伏电池的最大功率点跟踪和逆变器并网电流的波形、频率和功率使光伏发电系统向电网输送的功率是光伏电池工作的最大功率。

4.通过观看视频以及上网查询有关PVsyst软件的使用方法，学习了该太阳能仿真软件的使用方法，初步掌握了PVsyst软件的初始设计、项目设计和各种工具的使用方法，并且可以简单的应用该软件对本设计的系统参数进行相关的设置。

5.使用PVsyst太阳能光伏系统仿真软件设置长春的经纬度、海拔高度、时区、以及太阳能电池板的最佳倾角，进行初步的仿真设计。

（1）将长春的地理位置信息输入到仿真软件中，进行初步的设置得出长春各月太阳运行轨迹，如图2所示。

图2太阳轨迹图

（2）利用软件中美国卫星监控计算出长春一年各月每天的平均发电量以及平均温度，如图3所示，左面一列数据为全年每月的平均发电量，右面为全年的每月平均温度。

图3每月平均发电量与每月平均温度

（3）利用软件的调节光伏电池的最佳倾角，并调节电池板的大小与间距，保证一天中上午九点到下午三点无阴影，如图4所示。

图4阴影面积调节

通过上述设置得出显示优化的曲线图，如图5所示，最上面一条曲线表示在没有阴影时在各个角度下倾斜面辐射能量和水平面辐射能量的比值，第二条曲线表示有阴影在不考虑组件电池性能影响下的辐射比值，最后一条曲线表示考虑组件和电池性能影响下，并且当一片电池被遮挡时，和其串联的电池片均受到影响的辐射曲线

图5显示优化曲线图

（4）通过以上设置，使用仿真软件计算出一系列相关的数据，并将其打印成图表的形式，图表见附录1。图表中包含系统安装所需面积，太阳能电池板的大小，年发电量，投资总额及每度电的成本，图表中第一张图为各个月水平面及倾斜面的辐射值，利用第一张的辐射值可以得出第各个月份的输出的电能值，用第二张图表示，第三张是将上面两图用表格的方式表现出来，比较简单明了。

（5）进行阴影面积的仿真，通过一天中太阳运行的轨迹以及电池板上产生的阴影来表示一天中阴影面积的变化情况，详图见附录2。左下角内的曲线图表示一天内的阴影面积变化曲线，大图为阴影面积的仿真图。

四、总结

本人在指导教师的指导下，能够按照任务书的要求按期完成毕业论文的进度，完成了开题报告的撰写、学习太阳能光伏发电原理以及PVsyst软件的使用方法、系统方案的设计以及对太阳能光伏发电系统初步的仿真设计等内容。后期，依然会遵循毕业设计的要求完成相关内容。

总结人：宋孝远

班级：信科111

学号：10311116