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...     

最大功率条件下串联太阳电池电流方程的确定

基于太阳电池电流方程和基本电路理论，通过各单体太阳电池参数求解出太阳电池串联后的短路电流ISC、开路电压UOC、最大功率点电流Im、最大功率点电压Um，从而对串联后的太阳电池建立封闭的方程组，可以对反向饱和电流I0、二极管理想因子A、电池串联内阻RS这3个待定参数封闭求解，达到了确定串联后新的太阳电池电流方程的目的。对2个单体太阳电池参数一致和不同时的2种情况进行模拟实验，结果证明所提方法的正确性和可行性：理论值与实验值的误差小于2%；在理论上直接确定出串联太阳电池电流方程所需的参数。     

太阳电池最大功率恒压跟踪研究

通过单二极管五参数模型太阳电池的电流方程一阶导数,推导出光生电流变化而温度不变时的最大功率方程,并绘制最大功率曲线。太阳电池恒压跟踪(constant voltage tracking,CVT)的数学表述为dVm/dIm?0,即CVT仅是最大功率跟踪的特殊情况,通常情况下在最大功率曲线上仅是两个点。在CVT的点沿电流轴向两侧延伸,太阳电池最大功率点的电压变化不大而电流变化较大,就有了适用CVT的区间,其数学表述为dUm/dIm?0。该文给出了适用CVT的负载电流、光生电流区间,建议在不同的电流区间采用不同的恒定跟踪电压。从特性参数角度进行数值模拟指出,串联内阻越小、并联内阻越大、二极管反向饱和电流越小或二极管理想因子越大,适用CVT的区间就越宽。     

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%。     

从电子、家用电器元器件到基本电路(十五)

(12)二极管元件的串联和并联应用:在实际应用二极管元件中,往往会遇到电压很高或电流很大的情况,碰到这种情况可以采用二极管元件的串联和并联的方法了。①二极管的串联:在反向电压很高的情况下,单个二极管就很难承受,这就需要用两个或两个以上的元件串联使用,使各个元件分别承受最大反向电压的一半或1/3或更小。但因各个二极管的反向特性(即     

晶体硅太阳电池内阻对其输出特性的影响分析

从太阳能电池输出特性方程出发,经由理论作图(U-I曲线)分析晶体硅太阳电池内阻对其输出特性的影响,通过数值计算,说明当晶体硅太阳电池的并联内阻大于100Ω时可以忽略。在此基础上,得到电池串联内阻与输出电流、电压之间的函数表达式,只要实测出某一确定光照强度及温度下负载的任意一组电流、电压值,计算相应的串联内阻值,进一步计算最大功率点处的电流、电压及负载值,可为最终的最大输出功率跟踪提供一种简便方法。     

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.     

硅太阳电池模型参数的一种解析方法

通过对硅太阳电池的数学模型进行分析,给出了一种利用硅太阳电池的开路电压、短路电流以及最大输出功率点处的电压、电流确定模型参数的方法.对两种硅太阳电池进行了仿真及实验测量.数据分析结果表明该方法确定的模型能够反映硅太阳电池的特性.     

月尘环境下太阳电池阵表面充电的数值模拟研究

为得到月尘环境下太阳电池阵表面充电特性,根据等效电路原理,结合月尘特殊环境以及太阳电池阵结构特点,建立了月尘环境下太阳电池阵表面充电模型,并分别在阴暗区和光照区两种不同环境下进行了表面充电数值模拟分析。研究结果表明,由于月球表面复杂的空间环境,不同区域、不同时间具有不同的空间环境,在等效电路数值模拟过程中,电路中各个等效元件的参数值会随着环境的改变而改变。月球日照区域,太阳电池阵表明电势最高可达到100 V。在阴暗区,由于电子的热运动速度远大于离子的热运动速度,太阳电池阵表面电势为-100~-2 000 V,极端条件下能够达到-5 000 V。该计算结果对月尘环境下太阳电池阵静电防护具有一定指导价值。     

基于门极阻容补偿网络的IGBT串联均压方法

针对IGBT串联应用中关断过程均压问题,对IGBT的关断过程进行了详细分析,总结出影响IGBT关断过程的核心等效电路和计算公式。在此基础上提出一种基于门极补偿阻容网络的IGBT串联均压方法,推导出增加门极阻容补偿网络后串联IGBT动态电压不均衡度和关断时间影响的计算公式,并提出门极阻容网络参数的选取原则。建立基于Lumped Charge方法的IGBT半物理数值模型,对IGBT门极阻容补偿网络进行仿真验证。给出了实际测试工况下的补偿网络参数,建立IGBT串联均压实验系统,进行多种电压、电流工况下的实验验证。仿真和实验表明:该方法可以有效控制串联IGBT的延迟时间和动态电压上升速率的差异,在母线电压为2 000V和关断峰值电流为1 500A时,采用该控制方法可将串联IGBT的动态尖峰电压不均衡度由14.4%降至6.3%。     

Multi-objective-optimization-based approach to improve the electrical efficiency for organic solar cells

In this paper, new electrical scheme modeling and optimization approaches are proposed to improve the conversion efficiency of the organic solar cells. The electrical parameters such as shunt resistance, series resistance, saturation current, ideality factors, photo-current density and open-circuit voltage of the device have been ascertained using the Trust-Region Method (TR) for the double exponential solar cell model. The developed double exponential solar cell model is used to formulate the objective functions, which are the pre-requisite of genetic algorithm computation, to improve the conversion efficiency. The problem is then presented as a multi-objective optimization one where the electrical parameters are considered simultaneously. Therefore, the developed approach is used to search of the optimal electrical parameters to obtain better conversion efficiency of the organic solar cells. The proposed approach may provide a theoretical basis and physical insights for organic solar cells design.     

光伏分布式MPPT机理分析与仿真研究

采用目前常用的光伏电池模型对光伏阵列进行建模时,或者需要多个模块进行串并联,仿真电路规模较大,增加了仿真复杂性,或者由于参数简化影响精度。将建立光伏阵列模型的方法分为计算法和查表法,计算法容易收敛,但需要明确的光伏阵列输出电压电流方程,查表法比较灵活,只需知道输出电压电流的数据源,可以仿真任意规模的光伏阵列。之后基于查表法和实际产品数据实现与功率变换器进行组合连接的电路仿真,并解决建模过程的若干技术问题。?结合模型和阻抗分析,对单模块、组串和阵列等典型配置分布式MPPT机理进行分析,并得出相应控制表达式。最后针对相应配置分别设计算例进行仿真研究,并与集中式MPPT结果进行对比分析,为显著提高光伏阵列输出效率建立理论基础。     

高方块电阻发射区对单晶硅太阳电池性能影响

研究通过提高发射区的方块电阻和采用合适的工艺技术,制备了性能优良的单晶硅太阳电池。采用丝网印刷技术制备了40Ω/□常规发射区和60Ω/□高方块电阻发射区单晶硅太阳电池并对其性能进行了分析研究。扩展电阻法分析表明:60Ω/□发射区的表面活性磷杂质浓度和结深比40Ω/□发射区的分别降低了12.8%和14.9%。尽管60Ω/□发射区太阳电池的串联电阻增加了0.141Ω/cm2导致填充因子下降了1.24%,但是短路电流密度和开路电压分别提高了1.31 mA/cm2和1.2 mV,最终转换效率仍然提高了0.4%。     

Multi objective stochastic microgrid scheduling incorporating dynamic voltage restorer

This paper focus on optimal scheduling of microgrid including thermal and electrical loads, renewable energy sources (solar and wind), combined heat and power (CHP), conventional energy sources (boiler and micro turbine), energy storage systems (thermal and electrical storages), and series flexible alternating current transmission system (FACTS) devices. Dynamic Voltage Restorer (DVR) is included in the line between the main network and the microgrid in order to achieve a higher power transfer to the upstream grid. In the proposed method, wind speed, solar radiation, and loads are modelled as uncertain parameters based on a stochastic approach. The problem is modelled as a linear, mixed integer, constrained, and multi objective optimization one aiming at minimizing cost and pollution at the same time. Also, a sensitivity analysis is proposed for studying the sensitive parameters in microgrid management. The proposed multi objective and stochastic problem is solved by using the augmented Epsilon-constraint method. All results and calculations are obtained by using GAMS24.1.3/CPLEX12.5.1. Finally, in order to confirm the results of the proposed method, final results are compared to the genetic algorithm method. Simulation results demonstrate the viability and effectiveness of the proposed scheduling method for microgrid.     

Stability analysis of rotary power flow controller

This paper deals with the stability analysis of a rotary power flow controller (RPFC). RPFC is a newly presented flexible alternating current transmission system device based on the rotary phase shifting transformer (RPST) configuration. This device comprises a shunt and a series transformer and two RPSTs. In this paper, a linear model is developed for RPFC in the dq‐reference frame. The model includes two RPSTs, shunt, and series transformers. Stability of the device is studied using eigenvalues of the state matrix. Effects of system parameters such as resistance, reactance, and phase difference of the shunt and series transformers and RPSTs on stability are investigated using eigenvalue sensitivity analysis. Simulation results using PSCAD/EMTDC software and analytical results based on eigenvalue analysis are presented to evaluate effects of different parameters on stability of RPFC. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

太阳能逆变器中的接地漏电控制

为节约能源以及可持续能源发展，太阳能利用越来越受到重视。文章介绍了各国太阳能电池发展的近况，分析了太阳能电池的特性和输出，与电网的连接和控制，太阳能电池板的漏电测量等。     

硅太阳电池工程用数学模型参数的优化设计

根据硅太阳电池工程用数学模型,利用matlab/simulink模块建立了硅太阳电池阵列仿真模型.根据太阳电池组件仿真结果和实际测量结果的比较,分析了硅太阳电池工程用数学模型系数对仿真模型的输出特性精度的影响,并提出了不同太阳辐射强度时硅太阳电池工程用数学模型中系数b的优化设计计算公式.仿真结果表明,利用优化设计计算的参数可提高太阳电池阵列仿真模型的输出特性精度.     

锂电池不同连接方式下的针刺测试探究

探究了针刺实验对不同连接方式下的锂电池组的影响，实验表明电芯串联时针刺剧烈程度比电芯并联时高。结果显示，不仅不同连接方式下电池组的针刺现象有较大差别，而且针刺后电芯表面不同位置处的产热量不同。对针刺时的温度曲线进行分析，提出了较符合实际情况的电芯针刺模型，并对各种针刺情况分别进行说明。串联电芯针刺时同时存在内短路和外短路电流，而并联电芯针刺时存在内短路电流和环流电流。