太阳能电池的双二极管数学模型的简化

介绍了一种简化的太阳能电池双二极管数学模型。在光伏系统的应用中,尤其是在低照度条件下,双二极管模型能够更加准确地预测太阳能电池的性能。为了减少该模型的计算量,简化了电流方程,只需四个参数即可计算。提出了一种高效的迭代方法计算串联电阻和并联电阻,并在Matlab中进行了仿真验证。仿真结果表明,该模型能较好地符合太阳能电池的I-U特性。     

基于DIgSILENT的光伏电池双二极管反向模型研究

为了研究光伏电池的反向特性,建立了双二极管等效电路应用于光伏电池反向电路模型中,采用牛顿-拉夫逊法求解模型,并应用DIgSILENT软件及其特有的DSL语言成功实现了建模和算法的仿真。先分析了光照强度、光伏电池反向模型等效电路中的串联电阻Rs及并联电阻Rsh、光伏电池反向曲线拟合常数a和n、光伏电池反向击穿电压对光伏电池反向电流的影响。研究结果表明,高温和高电压会使电池更易被击穿。在众多参数中,光伏电池反向特性对串联电阻Rs和曲线拟合常数a的变化最为敏感。最后,提出了一种对反向故障危险度判定的判据。研究结果可用于光伏热斑效应改善的研究和部分阴影下的光伏电池建模。     

硅太阳能电池串联电阻的一种估算新方法

硅太阳能电池等效串联电阻会影响其正向伏安特性和短路电流,而对开路电压没有影响,另外串联电阻的增大会使太阳能电池的填充因子和光电转换效率降低.研究计算太阳能电池串联电阻具有重要的实际意义.提出一种估算太阳能电池串联电阻的新方法,利用太阳能电池生产厂商提供的在标准测试条件下的四个技术参数(短路电流Isc,开路电压Voc,最大功率点电流Im和电压Vm)进行计算,同时通过引入相应补偿系数来考虑太阳光强和电池温度变化时对串联电阻的影响.理论估算结果与实验测量结果比较,两者误差在工程应用允许的精度6%以下.     

太阳能光伏输出特性最大功率点计算与模型参数求解

研究任意光照强度和环境温度下的太阳能电池光伏输出特性变化规律,分析二极管理想因子(A)、串联电阻(Rs)和并联电阻(Rp)等参数变化对光伏输出特性的影响作用,对于改进太阳能利用方法,研制能量转换装置具有重要意义。本文基于光伏输出特性机理模型,通过分析光伏特性模型参数对输出特性的影响规律,提出一种基于抛物线极值点求解的最大功率点计算方法,进而利用所构造的方程求解模型参数,获得任意光照强度和环境温度下的光伏特性曲线。针对四类太阳能电池进行的实验验证和误差分析,结果表明方法具有较高的精度和良好的工程应用前景。     

基于Bezier函数的光伏电池建模

以单二极管电路模型为基础,推导了仅包含串、并联电阻和二极管品质因子的光伏电池三参数数学模型,并对其进行迭代法求解,利用求解结果对光伏电池输出I-U(电流-电压)曲线的关键点进行灰色关联度分析,确定了串、并联电阻和二极管品质因子是影响曲线特性的主要因素。在此基础上,提出了光伏电池的Bezier函数建模方法,该方法利用最大功率点代替难以获取的串、并联电阻和二极管品质因子等参数,结合开路电压和短路电流点,借助二阶Bezier函数对光伏电池的输出特性进行拟合。在标准测试条件下对2种不同光伏组件进行建模仿真,将仿真结果与实测结果进行对比,结果验证了所建模型的有效性。讨论了任意条件下Bezier函数在光伏电池输出特性曲线拟合中的应用,以为光伏电池的建模提供参考。     

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真

光伏模块依靠光伏逆变器将产生的直流电转变为交流电用于负载供电,光伏逆变器的设计需要考虑光伏模块的电气特性。根据光伏电池物理机制的数学模型,采用PSIM软件中已有的器件搭建光伏模块仿真模型。利用该仿真模型,通过PSIM软件模拟实际光伏模块在不同太阳光照强度、环境温度下的I-V和P-V特性。通过仿真分析串联电阻Rs和并联电阻Rsh变化对模块输出特性的影响,更加深入地了解光伏模块的电气特性。模型为将来光伏逆变器设计时的动态仿真研究提供了一个准确的仿真电源。     

大功率RSD开关多单元并联技术

为通过研究多单元并联技术来增大脉冲功率开关RSD(reversely switched dynistor)的功率容量,基于RSD的等离子体双极漂移模型,建立主回路和预充回路的RLC方程,采用四阶龙格-库塔方法迭代计算,得到两支路并联的RSD电流曲线。在一定的仿真条件下,RSD器件参数不同和支路电阻不同引起的电流不平衡率分别为3.56%和19.82%。在RSD并联实验中,内阻1.642mΩ的分流器和非对称连接引起的电流不平衡率分别为12.82%和20.71%。在3000μF主电容、2kV主电压下对并联的两个直径45mm的RSD堆体进行了大电流开通实验,得到了330μs脉宽下32.7kA的峰值电流。仿真和实验结果均表明,在高功率电流的快速开通机制中并联支路分流大小主要由回路参数决定,受RSD动态电阻影响很小。     

遮挡下光伏组件中旁路二极管的研究

以太阳能电池的数学模型理论为基础,通过求解标准条件(STC)下光伏组件的数学模型5参数,得到无遮挡条件下光伏组件的输出特性,当光伏组件受到遮挡时,内部并联旁路二极管的导通与阻断使其输出I-U特性曲线发生变化且呈阶梯状。针对光伏组件内旁路二极管导通个数不同进行了实验研究,分析了旁路二极管导通个数不同条件下,光伏组件输出特性的电压特征及导数的变化,结合正常和遮挡条件下光伏组件的输出I-U特性,最后得到了有效的判断旁路二极管导通个数不同的算法,为光伏系统的遮挡研究提供了方法。     

基于DMPPT的光伏电池阵列输出特性研究

光伏电池阵列在复杂光照条件下,组件之间会存在电气参数失配问题,导致阵列出力减少。通过分布式最大功率追踪从根本上解决失配问题。通过对光伏模组输出I-U曲线进行特性分析,获取了该特征曲线的关键参数。基于模组特征曲线关键参数,得到复杂光照条件下该串联系列模组的整体简化特性曲线,依据简化特性曲线,可有效预估出最大功率点电压范围,对系统设备元件参数设置和元件间匹配提供参考,同时可避免系统工作在次优点,准确获取最大功率。     

多晶硅绒面电池正面电极的研究

本文主要通过不同银浆在多晶硅片上电性能、欧姆接触的对比,研究多晶硅电池正面电极的结构及特点。正面电极与硅的接触在影响串联电阻和并联电阻方面起着明显的作用,反过来决定太阳电池的电性能。优良的正面电极接触结构通常是正银浆料的化学性质、玻璃体和烧结曲线共同作用、影响的。正银浆料内的玻璃体由银粉扩散进硅的纯度决定,该玻璃体通过其组成成分和银粉与硅之间的厚度来控制串联电阻,并联电阻。     

硅太阳电池参数求解算法的研究

为了得到单体硅太阳电池的电流方程,必须确定单体硅太阳电池的二极管品质因子n,反向饱和电流Io和电池串联内阻Rs的值。通过理论分析和实验仿真,发现同一块太阳电池在相同的温度和照度、不同的二极管品质因子和反向饱和电流下,输出的光生电流Iph是相等的。基于这一结论,提出了一种假设运算的方法。该方法依据硅太阳电池的四个特性参数短路电流Isc、开路电压Voc、最大功率点电流Imp、最大功率点电压Vmp,应用硅太阳电池的电流公式表示出n,Rs,Io三者之间的关系,结合MATLAB编程求解出三者的数值,结果显示理论误差和测试误差相比小于2%。     

封装寄生参数对并联IGBT芯片瞬态电流分布的影响规律

大功率IGBT器件通过并联多个IGBT芯片来获得大电流等级,并联芯片动静态电流分布的一致性对于提高器件电流等级以及可靠性至关重要。首先介绍了大功率IGBT模块内部布局不一致导致的封装寄生参数差异性。其次,结合IGBT等效电路模型及其开关特性,分析了寄生参数差异性对于并联IGBT芯片瞬态电流分布特性的影响规律。最后,建立了并联IGBT芯片的等效电路模型,并应用Synopsys Saber软件建立了仿真电路,从封装寄生电感参数差异性、封装寄生电阻参数差异性,分析了参数差异对并联芯片的瞬态电流分布特性的影响。     

交流输电线路的无功功率特性

<正>交流输电线路的主要参数包括串联电阻、串联电抗和并联电导、并联电容。输电线路输送功率时,串联电抗上的电流滞后于电压,串联电抗吸收无功功率;并联电容上的电压滞后于电流,并联电容发出无功功率。串联电抗吸收的无功功率与流过输电     

并联补偿线路合闸操作直流偏置研究

通过理论推导阐述了带有并联电抗器的线路合闸时,断路器电流直流分量的产生机理和影响因素,建立起基于实际线路参数的500 kV德宏博尚Ⅰ回输电工程PSCAD模型,仿真计算并分析合闸电阻、串联补偿装置、合闸相位、并联电抗器投入情况对空载合闸操作时线路电流直流分量的抑制效果,提出可实施的抑制并联补偿线路断路器直流偏置的措施.     

光伏组件5参数模型的等值修正求取算法

利用光伏电池生产厂家提供的标准测试条件下开路点、短路点和最大功率点的实测数据,形成含光生电流、二极管理想因子、等效串联电阻、等效并联电阻的非线性方程组,用牛顿-拉夫逊法进行求解。针对求解时二极管理想因子初值的选取不当导致其他模型参数的计算结果出现参数漂移问题,提出一种等值修正计算方法,通过消去二极管理想因子后建立了等值方程式,给出了相应的迭代参量修正策略。理论分析表明,该方法不再由人根据经验选定二极管理想因子值,求解过程中没有忽略等效的并联电阻和串联电阻,迭代修正策略保证了通过少量迭代即可得到精确的模型参数。结合MSX60光伏组件实际实验数据的算例分析验证了所提算法的准确性。     

氧化锌压敏电阻8/20 μS脉冲电流下的伏安特性曲线分析

氧化锌压敏电阻器在8/20μS脉冲电流下的伏安特性曲线,在电流上升沿和和下降沿呈现不重合的回线特征。本文以压敏陶瓷体在击穿后的电流区以非线性电阻、晶粒电阻、等效电感和引出电阻相串联的物理模型为基础,提出陶瓷体等效电感、电极等效电感和引线电感共同构成压敏电阻的等效串联电感,电极等效电阻和引线等效电阻共同构成引出电阻,串联电感形成回线特征。按照这一模型,用测量数据可以推算出不同电流点的串联电感值,等效电感值是一个常数,并可推断陶瓷体等效电感确实存在且为常数。可以确认,除了引出电感(含引线电感和电极等效电感)外,伏安特性的回线特征是压敏陶瓷体的本征特性。     

直流电动机起动电阻的确定

直流电机起动过程中既要有足够的转矩,又要保证起动时间短,并且起动电流在允许范围内。本文根据直流电动机起动过程中的起动方程式得到的转速特性曲线,运用特性曲线研究直流电动机在满足以上要求的情况下,计算限制电枢回路起动电流的串接电阻（起动电阻）的数值方法。     

可控避雷器晶闸管阀串联均压方法

可控避雷器晶闸管阀主要由反并联晶闸管对串联而成,为保证各个晶闸管承受电压的一致性,必须采取适当的均压措施.根据晶闸管阀串联均压的技术要求,利用电力电子系统设计程序,对传统 RC 均压方法的可行性进行了计算分析.研究得出 RC 均压方法可能严重破坏可控避雷器的静态电位分布,不适用于晶闸管阀.提出采用晶闸管与金属氧化物电阻片一对一并联的均压方法,利用金属氧化物电阻片良好的非线性伏安特性限制晶闸管的过电压,并对电阻片的均压效果进行了仿真计算.结果表明,合理选择电阻片的串、并联数和尺寸参数,可以将串联晶闸管的开通过冲电压均限制在要求的范围内     

三相并网逆变器LCL滤波器的研究及新型有源阻尼控制

相比较传统的L型滤波器,LCL滤波器以其较低的成本和更好的高次滤波衰减能力适合应用于大功率场合下的三相并网逆变器。文章详细分析了根据逆变器电压电流传感器安装位置不同导致网侧等效阻抗的变化以及对并网逆变器采用不同电流控制方式时的系统稳定性。针对LCL滤波器本身存在的谐振问题以及传统的增加滤波器无源阻尼电阻会带来系统额外的功率损耗,降低变流器效率等缺点,文章通过建立基于LCL滤波器滤波电容串联和并联阻尼电阻的系统控制模型,构建系统传递函数并利用系统传函等效原则,选择滤波电容电压前馈分别实现基于有源虚拟阻尼电阻串联和并联的LCL滤波器系统控制方案,给出前馈系数计算方法。最后通过仿真和实验验证了采用基于有源虚拟阻尼电阻并联LCL滤波的三相并网逆变器控制策略,仿真和实验结果表明在不增加系统额外功率损耗的同时,逆变器并网电流工作稳定且谐波含量低。     

基于等效模型的介质损耗数值算法

基于电阻和电容并联或串联等效电路模型提出了一种在非整周期情况下仍有较高精确度的介损数字化算法.测量电容型设备绝缘上的电压和泄漏电流信号后使用傅里叶算法或加窗插值傅里叶算法和修正理想采样频率法获得信号的谐波分量,分别根据阻容并联/串联等效电路模型以及电压信号对电流信号进行拟合,并将拟合模型中的变量进行适当的转化后使模型由非线性最小二乘变为线性最小二乘,直接计算获得电阻、电容进而得到介损和拟合泄漏电流信号,从而简化了计算.对仿真信号和实测信号的处理结果表明:阻容并联和阻容串联模型均能较好拟合电流信号,前者精度稍高;根据等效模型算法拟合后的电阻、电容计算所得介损在不同信号频率下仍有较高精确度,且该方法可获得绝缘的等效电阻和电容.