总辐射量与日均峰值日照时间的对应关系

中国太阳能资源分布与应用
本文介绍了中国的太阳能资源分布情况,将其划分为资源丰富区、较丰富区、可利用区和欠缺区,并提供了各区域的太阳辐射总量及对应的日均峰值日照时间。此外,还列举了中国30个主要城市的最佳太阳能板安装倾角和平均日照小时数。
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总辐射量与日均峰值日照时间的对应关系

      在我国太阳能资源分布图,可以看出其可以分为:资源丰富区、资源较丰富区、资源可利用区和资源欠缺区等四类。
      资源丰富区:  太阳辐射总量>150 Kcal/cm2年     X 0.0116 = 1740 h/y =4.77 h/d  
      资源较丰富区:太阳辐射总量130-150 Kcal/cm2年  X 0.0116 = 1508-1740 h/y =4.13-4.77 h/d
      资源可利用区:太阳辐射总量110-130 Kcal/cm2年  X 0.0116 = 1276-1508 h/y =3.5-4.13 h/d
      资源欠缺区:  太阳辐射总量<110 Kcal/cm2年     X 0.0116 = 1276 h/y =3.5  h/d

总辐射量与日平均峰值日照时间的对应关系

年总辐射KJ/cm2

420

460

500

540

580

620

660

700

740

日平均峰值

3.19

3.50

3.82

4.14

4.46

4.78

5.10

5.42

5.75

我国主要30个城市平均日照及最佳安装倾角

城市

纬度

最佳倾角

平均日照小时

城市

纬度

最佳倾角

平均日照小时

北京

39.80

纬度+4

5

杭州

30.23

纬度+3

3.43

天津

39.10

纬度+5

4.65

南昌

28.67

纬度+2

3.80

哈尔滨

45.68

纬度+3

4.39

福州

26.08

纬度+4

3.45

沈阳

41.77

纬度+1

4.60

济南

36.68

纬度+6

4.44

长春

43.90

纬度+1

4.75

郑州

34.72

纬度+7

4.04

呼和浩特

40.78

纬度+3

5.57

武汉

30.63

纬度+7

3.80

太原

37.78

纬度+5

4.83

广州

23.13

纬度-7

3.52

乌鲁木齐

43.78

纬度+12

4.60

长沙

28.20

纬度+6

3.21

西宁

36.75

纬度+1

5.45

香港

22.00

纬度-7

5.32

兰州

36.05

纬度+8

4.40

海口

20.03

纬度+12

3.48

西安

34.30

纬度+14

3.59

南宁

22.82

纬度+5

3.53

上海

31.17

纬度+3

3.80

成都

30.67

纬度+2

2.88

南京

32.00

纬度+5

3.94

贵阳

26.58

纬度+8

2.86

合肥

31.85

纬度+9

3.96

昆明

25.02

纬度-8

4.25

拉萨

29.70

纬度-8

6.70

银川

38.48

纬度+2

5.45


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2.1.1 系统规模拓扑结构 本设计采用改进型IEEE 33节点配电系统作为基础网络,并集成高比例可再生能源。系统主要特征如下: 节点配置:共33个节点,其中: PQ节点:25个(含工业负荷12个、商业负荷8个、居民负荷5个) PV节点:5个(含风电场3个、光伏电站2个) 平衡节点:1个(节点1,配备10MVA调压变压器) 支路参数:32条配电线路,长度28.6km,导线型号LGJ-120/20 电压等级:10kV配电网络,基准容量10MVA 2.1.2 可再生能源接入方案 系统共接入7.5MW可再生能源,具体配置为: 风电场: WF1(节点10):2×1.5MW双馈风机,切入风速3m/s,额定风速12m/s,切出风速25m/s WF2(节点20):2×1.0MW永磁直驱风机,配备0.5MWh储能 WF3(节点30):1×1.0MW垂直轴风机,低风速启动特性 光伏电站: PV1(节点15):1.5MWp单晶硅阵列,最佳倾角35°,配备MPPT控制器 PV2(节点25):1.0MWp薄膜电池,弱光发电效率高 出力特性: 风电:采用威布尔分布模拟风速,形状参数k=2.1,尺度参数c=8.3 光伏:基于NASA气象数据,日均峰值日照4.2h,季节性波动±30% 2.1.3 负荷特性建模 系统负荷8.3MW+j3.1Mvar,采用时变负荷模型: 工业负荷(60%):恒功率模型,功率因数0.92,日负荷率0.85 商业负荷(25%):恒电流模型,功率因数0.95,峰时段11:00-14:00 居民负荷(15%):恒阻抗模型,功率因数0.98,夜间峰值明显 可再生能源渗透率:90.4%(按峰值出力计算) 2.1.4 元件参数明细 变压器参数: 主变(节点1):10kV/0.4kV,容量10MVA,短路阻抗4.8%,空载损耗0.8% 箱变(风电场):0.69kV/10kV,容量2MVA,阻抗电压6.2% 线路阻抗: 正序电阻:0.27Ω/km 正序电抗:0.35Ω/km 零序参数:R0=1.1R1,X0=3.5X1 保护配置: 过电流保护:I段1200A,0.1s;II段800A,0.5s 接地保护:零序电流30A,1.0s 2.2 系统图(三维可视化拓扑) 2.2.1 拓扑结构特点 系统采用辐射弱环网混合结构: 主干线:节点1→11→21→33,形成供电主通道 联络开关:节点9-10、17-18、27-28处设置常开联络开关 可再生能源接入点:分布在馈线中段(节点10-30),降低末端电压越限风险 2.2.2 三维可视化说明 图1展示系统三维拓扑,包含以下关键信息: 颜色编码: 红色:可再生能源接入点 蓝色:PQ负荷节点 绿色:PV控制节点 黄色:平衡节点 尺寸标注: 节点大小:负荷容量成正比(最大节点直径5mm) 线路粗细:额定电流相关(1mm/100A) 特殊标记: 闪电符号:防雷保护装置 双向箭头:可逆潮流支路 储能图标:配备储能的节点 2.2.3 附录数据清单 完整技术参数包含: 节点负荷明细表(含有功/无功/功率因数) 支路阻抗矩阵(R+jX形式) 可再生能源出力时间序列(1min分辨率) 保护定值配置表 短路容量计算结果(三相/单相) 2.2.4 工程实际约束 电压限制:节点电压允许偏差±7%,关键节点(含光伏)要求±5% 热稳定:线路长期载流量不超过80%额定值 短路水平:10kV母线短路电流≤20kA 谐波要求:THD<5%,单次谐波<3%,根据上述文字来写符合运行条件的matlabR2022b的代码
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07-02
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