分布式光伏微网监测和能量流控制技术研究_毕业论文.pdf
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2023-11-01
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中北大学学位论文
分布式光伏微网监测和能量流控制技术研究
摘要
随着“碳达峰”“碳中和”的提出，电力市场的主要成分变为以去中心化为特征的
新型能源主体。分布式光伏发电系统是极其重要的一部分，为使分布式光伏微网在正常
运行下，有效解决光伏出力的随机性问题，对大电网能量协调配比，起到削峰填谷的作
用；异常运行下，能够及时预警，发出警报，减少损失，对分布式光伏的运维监测和能
量流控制具有重大意义。本文的主要工作内容如下：
在综述分布式光伏运维监测、无线传输和能量流控制技术研究现状的基础上，针对
分布式光伏的无人化监测需求，设计了温度、光照强度、电压、电流等参数的硬件采集
电路，开发了基于
LabVIEW
的云平台上位机软件，利用
NB-IoT
和
Zigbee
无线通信技
术构建了含有感知层、网络层、应用层和控制层的分布式光伏监测系统。测试实验验证
了数据采集、传输、显示、分析及记录，实现了分布式光伏运行状态的无人化实时监测，
解决了分布式光伏发电系统实时监测数据匮乏以及故障预警的问题。
在监测的相关数据参数作为数据支撑的前提下，针对光伏最大出力问题，利用
MATLAB
建立了光伏微网的仿真模型，获取了光伏微网中光伏出力时间的特征，采用
了改进粒子群算法，优化了光伏的出力情况。针对传统光伏微网功率分配不精确与电价
成本高的问题，提出了计及实时电价的能量流控制策略，根据不同时间段分布式光伏微
网各组件的出力情况以及实时电价确定了
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种控制方式，通过仿真实验验证了能量流控
制策略的可行性，对比分析了不同微网控制策略的经济性问题，有效地降低了用电成本。
本文所提及的分布式光伏监测系统和能量流控制策略技术研究，实现了信息流和能
量流的双向流动，相比于传统微网，具有更快的反应能力和低成本的优势，极大提高了
光伏发电的利用率，对“虚拟电厂”的智能电网技术起到推进作用。
关键词：分布式光伏微网，物联网，监测，能量流控制
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