基于数据手册的任意辐照和温度下光伏电池模型参数提取

基于光伏电池数据手册提取光伏电池模型参数,常利用参数的半经验公式求取任意工况下的模型参数,但半经验公式仅为近似公式,将引入较大误差。文中提出一种任意工况下的光伏电池单二极管5参数等效电路模型参数提取方法。该方法利用光伏电池数据手册提供的I-V曲线关键点数据,通过短路电流温度系数和开路电压温度系数求得任意工况下的关键点电流、电压,针对关键点列写方程组求解参数,从而得出任意辐照和温度下的光伏电池I-V特性。以高效单晶硅电池在多种工况下的测量数据为例,进行光伏电池模型参数提取和I-V曲线计算。结果表明,与利用参数半经验公式求取任意工况下参数的方法相比,该方法具有更高的准确度,在所有工况下均方根误差（RMSE）均小于5%。     

太阳能光伏电池特性实验研究

针对太阳能光伏电池特性对最大输出功率80W的单晶硅电池进行实验研究,得到光伏电池的伏安特性曲线。研究结果表明,太阳能光伏电池短路电流随太阳辐射强度的增大线性增加,开路电压随太阳辐射强度的增大呈对数增加,且弱光时开路电压随光照强度增加很快,强光(>300W.m-2)时趋于饱和。     

基于分组教与学优化算法的光伏电池模型参数辨识

为了提高光伏发电系统建模过程中光伏电池的参数辨识精度,在基本的教与学优化算法(teaching-learning-based optimization, TLBO)的基础上,针对其存在易于出现精度不高且陷入局部最优等问题,提出了一种基于分组的教与学优化算法(grouping teaching-learning-based optimization, GTLBO)。GTLBO算法在教学阶段采用了分组教学的方式,并对教学因子进行了改进,将GTLBO算法应用于单二极管模型、双二极管模型和3个光伏组件模型的参数提取。实验结果表明,与其他优化算法相比,GTLBO算法在光伏模型参数提取方面更加准确可靠。其次,相对于基础的TLBO算法,GTLBO算法的收敛速度和辨识精度都得到了提高,具有一定的可行性和实用性。     

聚光光伏电池的热平衡与冷却

建立了聚光条件下光伏电池的热平衡方程及电学特性模型,利用模型对电池的输出特性进行了计算,根据计算结果对传热过程中的热阻及电池的串联内阻对电池的温度、光电转换效率及电能输出功率的影响进行了分析。分析结果表明:电池温度随聚光率的增加而升高,电池效率和输出功率随聚光率的增加先增后降,并存在一个最大输出功率;电池冷却过程的热阻越小、工作温度越低,光电转换效率越高、输出功率越大;电池本身串联内阻越大,电池的效率越低、输出功率越小。根据分析结果提出,要使硅电池在聚光条件下长期高效、稳定安全的运行,必须对电池进行适当的冷却,要尽可能减小电池的串联内阻。     

基于系统记录数据的光伏阵列参数辨识与功率预测研究

基于光伏电池单二极管等效电路模型,对常用的两参数模型和四参数模型进行了深入研究,提出一种仅依靠光伏电池厂家提供的4个标准参数,进行光照、温度参数修正,并采用迭代方法计算相关参数的光伏模型优化方法。通过仿真比较两种光伏模型的I-U和P-U特性曲线,同时结合系统记录的光照、温度及实际发电量数据,分别对两种光伏模型T-P曲线与系统实测的T-P曲线进行比较,显示出四参数模型更加精确,平均相对偏差为2.78%,而两参数模型的平均相对偏差为4.26%。文章验证了所提迭代方法的正确性,该优化模型可满足实际应用的需要。     

光伏电池最大功率点跟踪方法的研究

在光伏发电系统中,为了提高光伏电池的利用效率,需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪。分析了在跟踪控制中常见的扰动跟踪法和功率数学模型法,比较了它们的优缺点,并基于这两种方法提出了一种改进的跟踪方法,利用MATLAB对该方法进行了仿真研究,仿真结果验证了该方法的有效性。     

聚光热电系统电池阵列特性及关联参数影响

优选出性能较好的空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行聚光实验,研究两种电池阵列聚光特性和特性参数受聚光条件影响,对其建立数学模型,分析系统特性受关联参数的影响。实验表明,空间电池阵列I-V特性曲线随聚光比增加变成直线,其填充因子FF也随聚光比增加而减小,效率η先增加后减少,在8.48倍聚光比时达到最高为8.65%;砷化镓电池阵列I-V曲线随聚光比增加保持较好特性,填充因子FF有所下降,η增加。高光强引起温度的升高对电池阵列输出性能有较大影响,且砷化镓电池阵列受到的影响大于空间电池阵列。计算表明,系统特性参数对性能有不同程度的影响,其中,反射镜面光学效率对系统性能影响最大,为系统优化设计首要考虑因素。     

大功率光伏电池阵列模拟器研究

为满足实验室中光伏逆变器综合性能测试的需要,提出一种新型的大功率光伏电池阵列模拟器.分析了输出的I-V特性曲线指令信号的运算方法,利用三相电压型高频PWM整流电路实现指令信号的功率放大,介绍了光伏电池阵列模拟器的控制方案.仿真结果表明该光伏电池阵列模拟器具有很好的稳态与动态性能.     

基于Simulink的光伏电池最大功率点跟踪方法仿真研究

针对常用的最大功率点跟踪算法（MPPT）各自的缺点,运用CV法快速启动MPPT控制,再根据功率变化量选择采用基于温度系数修正的CV法或小步长PO法跟踪最大功率点,给出了该方法的工作原理及控制流程图,并基于Simulink平台搭建了该方法的仿真模型,进行了仿真分析。结果表明,该方法启动MPPT的速度明显加快,最大功率点跟踪过程中未发生误判现象,功率损耗明显减小,且在温度和光照变化时能准确、平稳地跟踪到最大功率点。     

一种光伏电池最大输出功率的预测方法

光伏电池输出功率受温度和光强影响,且影响程度具有非线性特征。采用建立二维表的方式来预测光伏电池最大输出功率。该方法将预测功率转化为预测温度和光强,并根据温度和光强预测结果查表得到光伏电池最大输出功率。算例表明,文中所提出的方法能够较为准确地预测光伏电池最大输出功率。     

基于四参数模型的光伏阵列Matlab/Simulink仿真模型

继承了传统四参数模型结构简单、计算快速的特点,克服了传统四参数模型准确度低的问题,提出了一个快速、准确、具有通用性的光伏模型。基于此新型四参数光伏模型,在Matlab/Simulink平台中建立了此模型的计算模块。通过对比试验表明,该模型具有极佳的准确度,整体最大功率偏差在2%以下,光伏阵列长期运行环境条件下的最大功率偏差在1%以下。     

基于Bezier函数光伏阵列建模对比仿真研究

针对光伏阵列建模存在所需参数较多和计算较繁琐的弊端,基于一种新型的Bezier函数光伏阵列建模方法,利用厂商给定参数对BN20-M进行建模,并与传统迭代法的计算结果进行对比,利用已有的实测数据进行验证,结果表明,Bezier函数计算精度虽略低于迭代法,但具有参数获取方便和计算简单的特点,并能够有效地缩短仿真时间,提高计算效率,证明了Bezier函数在光伏阵列建模中的适用性和有效性。     

Optimal design parameters for a PV array coupled to a DC motor viaa DC-DC transformer

A study is presented of the optimal operating parameters of a system comprising a photovoltaic solar array and a DC electromechanical energy converter (motor) driving a mechanical load. The analysis and design procedure includes the addition of a variable DC-DC matching transformer placed between the array and the motor. It is responsible for adjusting the load curve seen by the array to coincide with its maximum power point. The model takes into consideration the effect of different temperature as well as isolation profiles along the year. The analysis procedure guides the design of DC motors as well as variable DC transformers especially suited to be operated in conjunction with PV arrays. The procedure determines optimal motor constants which lead to an improved overall design in terms of maximizing the total annual gross mechanical energy delivered to a load of a given torque-speed characteristic     

基于改进粒子群优化算法光伏阵列多峰值MPPT的研究

光伏阵列局部处于阴影时,其功率输出会呈现多峰值特征,将造成传统的MPPT算法跟踪失效。文章针对标准粒子群算法(PSO)在实现多峰值MPPT控制时,存在容易进入局部最优、收敛速度较慢和跟踪精度较低等问题,提出了一种基于改进PSO算法的多峰值MPPT控制算法。该方法把非线性变化的变异策略引入到PSO算法中,在显著提高跟踪速度的前提下,扩大了粒子的搜索范围,从而增强了全局寻优能力。仿真与实验结果表明,与传统的PSO方法相比,文章所提出的方法在均匀光照、静态阴影和动态阴影下,均能快速精准地实现对全局最大功率点的跟踪和控制,在一定程度上提高了光伏阵列的发电效率。     

基于改进混沌粒子群算法的光伏阵列建模方法研究

准确地建立光伏阵列模型对光伏电站性能分析具有十分重要的意义.由于传统光伏阵列建模方法具有模型参数计算困难、计算结果精度低、对铭牌参数依赖性高等不足,导致传统光伏阵列模型具有适应性差等.文章从实测数据出发,提出了一种基于改进混沌粒子群算法的光伏阵列建模方法.模拟结果表明,相比于传统的建模方法,基于改进混沌粒子群算法的光伏...     

Influence of pumping head, insolation and PV array size on PV water pumping system performance

A transient simulation model, using TRNSYS, for AC photovoltaic (PV) water pumping systems is developed and validated against laboratory and field data. Simulations and analysis were undertaken in this work to: (i) discern the influence of mismatch of pump characteristics and well system characteristics on system performance; (ii) obtain average efficiencies and average performance ratios for system, subsystem and PV array over any period of time and under different operating conditions; (iii) analyze the effect of insolation frequency distribution on system performance and (iv) determining the optimum PV array size considering life cycle cost analyses. Simulation and analyses are illustrated using a real case study and utilizing real field data obtained from a system installed in Jordan.     

A versatile PV module simulation model based on PSI/e

A novel approach to the simulation of PV modules is described. The method uses the software package PSI/e developed by the Delft University of Technology. Using PSI/e, the array equations are solved for a variety of operating conditions. The results are verified by comparison with measured data and the manufacturers figures for a BP 164 solar panel.     

Regulatory and ratemaking approaches to mitigate financial impacts of net-metered PV on utilities and ratepayers

The financial interests of U.S. utilities are poorly aligned with customer-sited solar photovoltaics (PV) under traditional regulation. Customer-sited PV, especially under a net-metering arrangement, may result in revenue erosion and lost earnings opportunities for utility shareholders as well as increases in average retail rates for utility ratepayers. Regulators are considering alternative regulatory and ratemaking approaches to mitigate these financial impacts. We performed a scoping analysis using a financial model to quantify the efficacy of mitigation approaches in reducing financial impacts of customer-sited PV on utility shareholders and ratepayers. We find that impacts can be mitigated through various incremental changes to utility regulatory and business models, though the efficacy varies considerably depending on design and particular utility circumstances. Based on this analysis, we discuss tradeoffs policymakers should consider, which ultimately might need to be resolved within broader policy contexts.     

Estimation of equivalent circuit parameters of PV module and its application to optimal operation of PV system

A method to estimate the equivalent circuit parameters of a PV (photovoltaic) module is presented. The parameters are calculated using a least-squares fitting of the equivalent model current–voltage characteristic with the measured one. For applications of the equivalent circuit model parameters, a quantitative diagnostic method of the PV modules by evaluating the parameters is introduced and examined by simulation. A new maximum peak power tracking (MPPT) method using the model parameters, a solar insolation, and a cell temperature is also shown. Its performance is compared with other MPPT control algorithms by simulations. The performance of the proposed method was better than other MPPT methods.