局部遮挡情况下光伏组件的仿真研究

在传统光伏组件工程模型的基础上加入了反向模型,以MATLAB软件为基础,以光伏组件为单元进行串、并联,详细解释了热斑效应的成因,分析了光伏组件在局部遮挡条件下不接旁路、阻塞二极管和接入两种二极管后的输出特性。仿真结果验证了旁路、阻塞二极管在光伏发电系统中的重要性,为配置光伏阵列和寻找更优的MPPT技术提供了理论依据。     

局部遮挡下光伏阵列的快速建模及极值点分布特征研究

该文通过引入LambertW函数,将光伏电池的电压电流非线性超越方程进行解耦,分别推导出单个光伏电池、电池串、光伏组件、光伏组串的电压或电流显式表达式.在此基础上,提出一种基于组串特性曲线线性插值叠加的光伏阵列建模方法,建立考虑局部遮挡下的光伏阵列模型,避免了传统建模方法计算复杂且耗时长的难题.实验结果证明了光伏阵列建...     

局部阴影条件下光伏阵列输出特性的研究

当光伏阵列处于阴影情况下时,输出的I-V曲线呈阶梯状,相应的P-V曲线含有多个局域峰值。通过理论分析、Matlab仿真以及实验测试,研究阴影分布对光伏模组输出特性的影响。并以工程用光伏电池模型为基础,用Matlab语言建立了一个简单实用的光伏阵列辅助设计软件,利用该软件对光伏阵列在不同光照、温度、遮挡模式以及阵列结构下进行仿真研究,深入分析了光伏阵列在局部阴影下的I-V和P-V特性,给出全局最大功率点位置随遮挡模式变化的定性结论,为局部阴影下光伏阵列特性和最大功率点跟踪算法的研究提供了有力的支持。     

局部阴影条件下光伏阵列建模及输出特性研究

针对在局部阴影条件下光伏阵列的电气输出特性具有时变不确定性、强非线性和多个局部功率峰值点等特点,综述了目前在国内外研究领域的建模理论依据及模型对应的输出特性研究,并总结分析了各自的优缺点。最后对光伏阵列在局部阴影条件下动态组态模型的研究、提高输出功率多峰值跟踪精度在将来的实现作了探讨。     

局部光照条件下光伏阵列优化设计

由于光伏发电系统所处环境的复杂化,无法保证光伏阵列不被遮挡而产生局部光照。局部光照导致光伏阵列输出功率下降、组串功率特性复杂化及常规最大功率追踪效果不佳。提出了优化光伏阵列结构的方法,使各组串输出功率最大,提高阵列输出功率。分析了优化光伏阵列结构的方法和模糊自适应控制方法,仿真结果表明:优化光伏阵列结构,使光伏阵列各组串输出功率最大,提高了光伏阵列的输出功率。该方法为光伏发电系统工程设计提供了借鉴。     

基于LPP-ABC-SVM的光伏阵列阴影遮挡分类方法研究

光伏阵列的输出功率随光照强度的变化而改变,当阵列受到阴影遮挡时,会导致其电池片输出功率不匹配,长时间易形成热斑.因此,对阴影遮挡的情况及时进行甄别,可有效预防热斑故障的产生.针对在光伏阵列阴影遮挡进行分类时,需使用大量辅助设备或采集大量环境数据,以及分类准确率不高的问题,提出了一种基于局部保持人工蜂群支持向量机(LPP...     

间歇性遮挡对光伏组件发电量影响的研究

当光伏组件或者光伏阵列中部分光伏电池受到间歇性遮挡时,输出伏安特性曲线呈现阶梯状,对应的功率电压曲线包含多个局域峰值,导致光伏阵列发电效率下降,系统发电量降低。为了正确评估该类问题,通过工程案例重点研究和分析了不同遮挡情况下光伏电池输出特性,建立MATLAB池板单元级、方阵级遮挡的计算仿真模型,统计出由于组件间歇性遮挡带来的系统发电量的损失,文中的仿真统计结果与实际系统发电量进行了比较,验证了该方法的可行性。文中最后提出了利用分布式MPPT方法挽回遮挡对系统发电量的影响,通过系统监控得知,分布式MPPT最高可挽回15.52%的发电量,具有较高的工程应用价值。     

局部阴影条件下光伏阵列的串联特性分析

以光伏组件的双二极管模型为基础对串联输出特性进行了系统分析,包括分析比较有、无旁路二极管的串联特性、热斑成因,旁路二极管作用机理和不同连接方式以及等效串联结构的光照平衡的影响。结果表明,局部阴影使光伏阵列的I-U曲线呈阶梯状、P-U曲线呈现多峰;旁路二极管抑制热斑作用明显,其重叠和不重叠连接方式效果不同,重叠区的阴影可增大最大输出电流,且最大输出电流与遮阴程度正相关;多个光伏电池元共用一个旁路二极管可有效减少多峰数;等效串联结构的光照平衡可以消除阴影影响。     

考虑环境遮挡影响的光伏阵列输出特性研究

随着全球资源的逐步紧缺,可再生能源的开发与利用受到了能源行业的大力重视,其中太阳能具有易于再生、能源清洁等优点,在电力等能源行业中发挥着巨大的作用。光伏发电系统通常地处偏僻,较易受到周围自然环境的遮挡等影响,可能导致其输出特性发生变化。为此,本文重点研究了阴影遮挡下的光伏阵列输出特性,为后续光伏发电特性分析奠定了理论基础。     

部分遮挡条件下光伏阵列最大功率点跟踪方法

针对光伏阵列在部分阴影遮挡条件下具有多个局域最大功率点的最大功率点跟踪问题,在详细分析光伏阵列I-V特性的基础上,提出一种新颖的全局最大功率点跟踪方法。该方法根据光伏阵列最大功率点附近电压随电流的增加迅速下降的特点,先以大步长扫描方法锁定到各局域峰点附近,然后再采用PO法以小步长跟踪该峰点,最后通过比较搜索到的各个局域峰点的功率来确定全局最大功率点。仿真和实验结果表明所提方法能够准确而迅速地跟踪到全局最大功率点,有效提高光伏阵列在部分阴影遮挡条件下的并网发电输出效率。     

部分阴影下光伏阵列功率输出多峰特性研究

搭建了基于Matlab的考虑雪崩击穿效应的光伏电池模型,分析了不同的光照条件对光伏电池正反向输出特性的影响。分析了部分阴影遮挡条件下热斑效应形成的原因。以电池串、并联和及组件串、并联的输出特性为基础,从理论和试验仿真上得出了光伏阵列功率输出的多峰特性产生的原因。此外,在部分阴影遮挡条件下,对比分析和验证了旁路二极管及阻塞二极管的加入,能够减少阵列的功率损失。     

局部阴影条件下光伏阵列的优化设计

随着光伏发电系统的结构及所处环境的复杂化(如光伏屋顶系统、光伏幕墙系统等),尤其是局部阴影问题的出现,光伏阵列的输出特性受到很大影响。通过理论分析、计算机仿真及系统实验等方法,研究阴影分布的影响,提出在局部阴影条件下光伏阵列最大功率点的简化算法,总结阵列结构优化的原则,并在此基础上进一步考虑局部峰值及工作电压范围等因素的影响。提出适用性较广的光伏阵列优化设计方法,为光伏发电系统的工程设计提供有力的支持。     

局部阴影下光伏阵列非机理建模

现有的阴影条件下的光伏阵列机理模型多为分段函数形式,较为复杂。提出采用傅里叶函数并使用曲线拟合的方法对阴影条件下光伏阵列进行非机理建模。改进了局部阴影条件下的光伏阵列的机理模型,获取光伏阵列的输出数据并进行线性插值。选取不同阶数的傅里叶函数对单阴影和多阴影条件下的光伏阵列的输出进行曲线拟合。该非机理模型具有统一的数学表达式,不需要分段描述,能对不同功率等级、不同精度要求的光伏阵列进行建模,简化了模型。     

基于秃鹰搜索算法的部分遮蔽条件下光伏阵列重构方法

部分遮蔽(partial shading,PS)是影响光伏发电效率最主要的因素之一,它通常会引起失配损耗并降低光伏阵列的输出功率.为了解决这个问题,光伏重构技术被广泛应用于光伏发电系统.文章提出了一种基于秃鹰搜索算法(bald eagle search,BES)的光伏阵列重构方法,它可以有效地减少功率损失,提高发电效率...     

基于局部阴影下光伏阵列电流特性的最大功率点跟踪算法

光伏发电作为目前太阳能利用的主要形式,容易受到局部阴影的影响,其P-V输出特性曲线呈现多峰特点,使得常规的最大功率点跟踪方法难以准确跟踪到全局最大功率点。通过充分利用局部阴影下光伏阵列最大功率点电流与短路电流之间近似的比例关系,提出一种三步骤全局最大功率点跟踪算法,该算法能够快速准确地跟踪到系统全局最大功率点,且不需要任何附加硬件电路。以1k W的Boost变换器为实验平台,将所提出算法和常规全局搜索法的跟踪过程进行比较,证明了该算法的有效性。     

局部阴影下光伏阵列MPPT算法及实现

针对传统最大功率点跟踪全局扫描法用时长的缺陷,对局部阴影下光伏阵列输出特性进行分析,获得归一化的最大功率点电压的分布规律。利用该规律结合扰动观察法,提出一种改进型全局最大功率跟踪的扫描算法。首先,确定可能存在局部最大功率点的区域;然后,对该区域使用扰动观察法局部扫描,获得所有的局部最大功率点;最后,选取其中最大的点作为全局最大功率点。该算法能够大幅度缩短扫描时间,使系统快速确定全局最大功率点。实验采用Boost和全桥电路作为拓扑,以DSP为主控制芯片搭建了一套验证系统。实验数据表明在双峰和三峰情况下,与全局扫描法相比该算法节约了50%以上的时间。该算法推广到更多峰的情况具有同样的适用性。     

高原高寒地区局部阴影下光伏阵列输出功率提升实验研究

高原高寒地区太阳能资源充足,利用光伏发电技术有利于改善当地电源结构.光伏电站出力不足是业内普遍存在的技术难题,光伏组件老化、表面温度高、局部阴影等都会降低光伏电站出力.以4×2光伏阵列为例,通过Matlab/Simulink建模仿真,对不同结构的光伏阵列在局部阴影下的输出特性进行对比,分析表明重构网状(RTCT)结构优...     

局部阴影条件下光伏阵列数学模型研究

局部阴影条件下,光伏阵列的I-U特性呈现阶梯状、P-U特性存在多峰值以及输出曲线特性较复杂,为阴影条件下光伏阵列输出特性的建模带来较大难度。工程用数学模型和运动学平抛模型,难以适应多变的阴影条件,且计算量大,建模过程困难。在此基础上提出了电流排序运动学平抛模型。经过建模、仿真、分析和对比,证明使用该模型建模不仅输出结果误差能够维持在一定的范围内,而且在建模过程中能够大大减少计算量;适用于阴影条件下光伏阵列输出特性的快速建模。     

局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪系统的研究

针对光伏阵列发电系统,在局部阴影情况下,研究推导光伏阵列数学模型。同时,分析加装旁路二极管、光伏阵列拓扑结构、光照强度大小及分布形状对光伏阵列输出特性的影响,并且分析了传统功率跟踪优缺点。提出一种全局最大功率搜索与局部功率极值跟踪相结合的全局最大功率跟踪算法,并进行Matlab/Simulink仿真分析。实验结果证明了该策略的有效性与正确性。     

遮荫下光伏发电数学模型的对比研究

对比研究了光伏系统的两种局部遮荫发电模型,即幂律模型与四参数模型。结果首先发现,上述两种模型都和实验数据总体符合较好,但都有明显误差,原因在于,两种模型都是在简化下获得;其次,可以看出在低偏置电压下,两种模型都与实验数据符合较好,而在高偏置电压下,出现明显的误差,原因在于低偏置电压的时候,电池内部二极管未达到导通,流过二极管上的电流极小,可以忽略,电池可以看成是一个恒流源加上负载。随着偏压的增大,电池非线性效应显著增强,从而导致发电模型不适用;再次,注意到非均匀光照下,电池的工作状态受旁路二极管的影响不能由简单分析得到。旁路二极管是否处于阻断状态是一个渐变的过程,而不是简单的突变过程;最后,从理论与实验数据之间的均方根误差分析,可知四参数模型优于幂律模型,原因可能在于四参数模型考虑了光电流、反向饱和电流、理想因子、串联电阻的影响。