电性参数对串联太阳电池失配损失的影响

在某一确定的日照强度和温度下,针对短路电流ISC、开路电压UOC、最大功率点电流Im、最大功率点电压Um 4个太阳电池参数,根据太阳电池I-V方程和基本电路理论,推出选择具有相同最大功率点电流Im的单体太阳电池串联可以获得最大输出功率.分别计算二极管理想因子A、短路电流ISC、反向饱和电流IO、电池串联内阻RS对Im的影响,确定出对最大功率点电流Im影响最大的参数是短路电流ISC.用仿真实验进行了模拟、比较,说明了结论的正确性.     

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。     

太阳能电池参数求解新算法

为了得到太阳能电池板的最佳工作效率,需要求出单体太阳能电池各参数的数值。通过理论分析和仿真研究发现,串联电阻Rs有使太阳能电池的I-U特性曲线左移的特性;并联电阻Rsh有使太阳能电池的I-U特性曲线下移的特性。在此特性的基础上,根据太阳能电池的电流方程,提出了一种估算串联电阻Rs、并联电阻Rsh的新方法。在相同温度条件下,通过测量不同光照条件下的开路电压和短路电流的实验值,经过曲线拟合发现二极管品质因子n不受光照强度的影响,可以认为是常数。该算法能够较方便地得到太阳能电池的四个重要参数Io,n,Rs,Rs     

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.     

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。     

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。     

光伏组件双二极管模型参数辨识混合方法研究

精确建立光伏组件的数学模型是进行光伏发电系统理论研究的基础.针对单二极管模型精度低、双二极管模型参数过多求解困难的问题,在不做任何近似处理的前提下,以双二极管模型为基础,提出基于自适应混沌粒子群算法的混合求解方法,兼顾了模型精度和算法复杂度.该方法仅利用标准条件下的短路电流、开路电压、最大功率点电压、最大功率点电流、电压温度系数和电流温度系数这6个参数便可求解出一般工况下模型的各个参量.对不同类型的光伏组件,在不同的运行条件下进行光伏特性仿真,验证了所提出方法的有效性和精确性.     

基于RBF的光伏系统发电量智能预测研究

针对传统太阳电池建模要求频繁设置开路电压、短路电流、最大功率点电压/电流等参数的问题,找出太阳电池材料各常数相互关系,并通过RBF神经网络实现各参数逼近;建立基于禁带宽度的太阳电池新型通用模型,参考电池温度和日照强度,自动调整参数,得出新环境的电池输出特性.在光伏发电短期预测中,智能预测方法能有效降低预测误差.     

饱和电流与品质因子对太阳电池串联的影响

基于太阳电池联接失配问题的普遍性,利用太阳电池单二极管等效电路模型及二体模型分析法,并根据基尔霍夫电流定律和电压定律,推导出串联等效电路的电流、电压方程组。采用数值法得到两种情况下各个电流的数值解,同时采用相关的曲线详细分析和讨论这两种情况下各个电流变化特性,并且给出了这两种情况下的物理解释。分析表明这些参数对太阳电池串联内部电流分布影响很大。研究结果有助于分析太阳电池和系统的损失原因。     

有源箝位正激变换器中励磁电流直流偏置问题的研究

在有源箝位的正激变换器中，由于变压器的漏感和开关管的寄生电容产生的励磁电流的直流偏置会带来变压器磁芯饱和，二极管反向恢复的问题，并有可能导致辅助开关管失去ZVS开通，本文分析了励磁电流直流偏置产生的原因，并给出了描述励磁电流直流偏置的简洁方程。     

有源箝位正激变换器中励磁电流直流偏置问题的研究

在有源箝位的正激变换器中,由于变压器的漏感和开关管的寄生电容产生的励磁电流的直流偏置会带来变压器磁芯饱和、二极管反向恢复的问题,并有可能导致辅助开关管失去ZVS开通,本文分析了励磁电流直流偏置产生的原因,并给出了描述励磁电流直流偏置的简洁方程。     

局部遮挡条件下的光伏阵列防逆流措施选择

对于光伏发电单元,阴影的遮挡可能导致有逆流通过光伏组件,使组件发热损坏。为了防止逆流的产生,通常的做法是在组件回路设置防反二极管。而设置防反二极管可能导致设备体积增大、工程造价增加、汇流设备温度升高等问题。是否设置防反二极管以及防反二极管的设置位置是工程设计中的重点问题。本文以光伏组件的工程应用模型为基础,给出了在局部遮挡条件下逆流的计算方法,包括不设置防反二极管以及防反二极管设置在直流配电柜的逆流计算方法,根据计算结果以及生产厂商提供的光伏组件的参数,来配置防反二极管,优化设备选型。     

IGCT-MMC中二极管反向恢复特性分析与测试

二极管的反向恢复特性在IGCT-MMC中起着重要的作用。首先介绍快恢复二极管的反向恢复特性,然后在IGCT-MMC拓扑中介绍快恢复二极管的开关行为,最后搭建适用于IGCT-MMC测试的双脉冲实验平台,并对比了3种商业化快恢复二极管产品的反向恢复特性。最终的测试结果表明,快恢复二极管的反向恢复峰值电流和功率与di/dt呈现线性关系,并且在高温下的测试结果要高于常温。而在相同的di/dt和温度条件下,不同的快恢复二极管在IGCT-MMC中反向恢复峰值电流和功率存在差异,在实际应用中需要根据二极管的安全工作区对di/dt进行合理设计。     

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。     

SiC肖特基二极管在升压斩波电路中的应用分析

对碳化硅(SiC)肖特基二极管(SBD)在升压斩波电路中的应用进行了深入研究.实验中分别对普通Si二极管和SiC SBD进行了比较,结果表明,SiC二极管具有良好的动态特性,其反向恢复电流约为普通Si二极管的1/4,同时对IGBT开通时的电流过冲有很好的抑制作用.此外,对载流子寿命对二极管反向恢复的影响进行了仿真分析,...     

SiC肖特基二极管在全桥变换器中的应用

SiC二极管是一种新型的功率二极管,它有着无反向恢复电流的优点。本文讨论SiC二极管在UPS的全桥拓扑中的应用,理论分析了普通SiC二极管反向恢复电流能引起尖峰电压,通过试验证明了无反向恢复电流的SiC二极管可以消去这部分尖峰,并且能降低开关损耗,提高电路效率。     

功率H桥中续流二极管特性研究

对H桥工作于双极模式时续流二极管的电应力进行了分析,特别是二极管反向恢复特性对电路的影响,并结合工程实践给出了反向恢复时间的测试方法.