太阳辐照度绝对辐射计真空中腔温响应测量

为了对风云三号C星太阳辐射监测仪的太阳辐照度绝对辐射计的在轨性能进行定量表征,进行了正样产品的太阳辐照度绝对辐射计真空环境中腔温响应特性的测量工作。相同加热功率下的辐射计腔温瞬态响应表明,由于缺少空气对流这一传热途径,使得真空环境中辐射计腔温趋于平衡的时间常数延长为29.23 s,所以标定主腔温升单位输出码值对应的加热功率时,采样时间应该设定为5 min。真空环境中主腔温升的输出码值与所加加热功率之间经测量为良好的线性关系,稳定性良好,保证了绝对辐射计在轨的测量性能。不同采样时间的辐照度测量结果表明,尽管测量过程中主腔温度变化较小,但也需要足够长的采样时间才能使腔温达到平衡值。因此FY-3C星太阳辐射监测仪在轨测量时自测试和辐照度测量均应将采样时间设定为5 min。     

一种小型固体光源太阳模拟器的研究与实现

详细介绍了一种用固体光源LED模拟太阳光的方法,该方法是用不同波段的LED组成的复色光模拟太阳光谱,并用该种方法设计了一种小型固体光源太阳模拟器。测试结果表明,该太阳模拟器的光谱失配误差在国家太阳模拟器通用规范的A级标准以内,且成本低廉,耗电少,易于实现。     

运动式太阳模拟器控制系统设计

为了精确控制模拟太阳光的照射位置与角度变化,设计了一种运动式太阳模拟器控制系统,并进行了检测。该系统采用数字量输入输出卡+驱动器结构,由计算机控制,通过软件控制氙灯电源状态与步进电机的转速与方向,并利用UDP协议实现远程控制。实验结果表明,该控制系统稳定可靠,平移、升降运动精度优于0.3 mm,方位、俯仰运动精度优于5′,可以满足预期的太阳模拟器实验系统的需求。     

连续氙灯在太阳模拟器中的应用研究

光源的选择是设计太阳模拟器中的重要内容,通过对高压气体放电灯连续氙灯的试验研究,及其在大面积8m×1.7 m被照面上的应用。实验测试结果达到技术指标,满足模拟器的各项要求。选用的连续氙灯是世界上使用广泛的太阳模拟器光源,在200～1100nm范围内相对光谱能量分布失配误差满足B级模拟器要求。在长时间工作状态下,灯管性能稳定可靠,为测试提供了有效支持。     

影响太阳模拟器测试精度的主要因素

在太阳模拟器使用中参数设置不当或模拟器精度低都会影响测试结果的准确性,得到的组件输出伏安特性曲线往往不能准确反应组件在标准条件下的实际输出特性,影响了组件的测试结果。本文总结了影响太阳模拟器测试的主要因素有太阳模拟器的温度系数值、太阳模拟器的光强值、标准组件的标定值、太阳模拟器的级别等,针对这些主要因素,找到提高测试精度的对策。文章在分析温度系数设置值对测试精度影响的实验中,重点介绍了太阳模拟器温度系数值的设置不当且测试温度偏离25℃时,太阳模拟器测试结果误差变大的问题。研究测试得出了温度系数正确的设定值,使模拟器在15℃～35℃范围内的测试结果误差小于1%。     

用人工神经网络方法计算太阳光谱辐照度分布

针对传统太阳光谱辐照度分布计算模型计算速度慢,需要大量气象参数等问题,提出了一种基于人工神经网络(ANN)算法模型计算特定气象参数下的太阳光谱辐照度分布的方法。首先将数据集通过Mini-Batch-Kmeans算法聚类并标签化,利用Python平台搭建ANN算法模型并对数据集进行训练,从而获得该气象条件下的太阳光谱辐照度分布。结果表明,相对于其他机器学习算法模型,提出的ANN算法具有更好的误差评估参数表现以及更稳定的预测性能。此预测模型可运用于光伏器件的输出性能参数的计算,为光伏组件实际应用中预测发电量输出和性能评估提供了便捷工具。     

基于卫星云图和晴空模型的分布式光伏电站太阳辐照度超短期预测

随着分布式光伏发电装机占比的不断提高,对分布式光伏发电功率预测提出了新的要求。但由于运行成本的约束,分布式光伏电站难以直接建立功率预测模型,为此提出了一种基于卫星云图和改进晴空模型的太阳辐照度超短期预测模型。首先,基于最小二乘法对美国采暖、制冷和空调工程师协会(American Society of Heating,Refrigerating and Air-conditioning Engineers, ASHRAE)模型进行改进,并由改进ASHRAE模型计算待测场站的理论晴空辐照度;然后,基于灰度共生矩阵和差分自回归滑动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型获取待测场站未来1～4h的云团遮蔽特征;最后,利用该云团遮蔽特征和数值天气预报(numerical weather prediction,NWP)信息建立基于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的修正算法对理论晴空辐照度进行修正,得到未来1～4h的太阳辐照度预测结果。研究结果表明：通过该模型预测得到的太阳辐照度的月均方根误差为7...     

总辐射表非线性误差的测量方法分析

非线性特性是判断总辐射表性能优劣的一项重要指标。根据总辐射表非线性误差测试要求,首先给出了测试原理和技术指标,然后分别介绍了调节太阳模拟器电源法、中性衰减片法、网孔式衰减片法和斩光法等非线性测试方法,并从理论和应用研究两方面总结和分析了各种方法的测量原理、测试步骤以及各自的优缺点和适用范围。研究成果对总辐表非线性测量方法的选取和提高总辐射表非线性测试准确度有重要的指导和借鉴意义。     

考虑时空相关性的光辐照度序列估计方法

完整可靠的太阳光辐照度数据是光伏研究的前提与基础。文中提出了如何在测光站布点稀疏、异常数据比例高等不利条件下估计或重构辐照度序列的方法。利用相关系数法分析了甘肃河西走廊多个测光站的光辐照度在晴空和云层运动时的时空相关性规律。考虑盛行风影响,利用Voronoi多边形法建立了全区域相关系数模型。引入时间相位延时,建立了基于异步序列的数据重构模型。选择相关性最强的测光站数据作为输入,折算盛行风下的延时参数,估算待求位置的辐照度序列。数据检验表明,区域相关系数模型和重构方法的精度都可以达到较高水平。     

多通道CCD信号模拟器实现方法研究

卫星相机视频处理电路CCD芯片在测试过程中容易损坏且价格昂贵,为满足卫星相机视频处理电路的测试需求,研究并设计了一种多通道CCD信号模拟器,能够模拟最多16路线阵或面阵等多种类型的CCD信号。以Xilinx公司XC5V型号FPGA为核心,采用VHDL语言实现CCD信号发生的逻辑设计,利用RS232接口接收上位机指令实现不同种类CCD信号的选择输出。实际应用表明,该模拟器具有很好的通用性和灵活性,能够满足多种卫星相机视频处理电路的测试需求。     

模拟太阳光源的设计与应用仿真研究

针对模拟太阳光源满足太阳能电池板综合测试仪的应用需求,通过对模拟太阳光源的光学系统分析,发光光源的选择和建模,光学积分器对于模拟太阳光源辐照均匀性的影响的全面分析,力主设计满足太阳能电池板综合测试的模拟太阳光源。运用光学分析软件LightTools对模拟太阳光源的设计进行了仿真校验,得到了聚光镜第二焦面和辐照面的辐照度的二维和三维图形。通过理论分析,计算得出了所设计的模拟太阳光源的辐照不均匀度为2.77%,不稳定度为1.64%,结果满足应用需求。     

太阳能电池阵模拟器的设计和研究

太阳能作为一种实用的再生能源,越来越广泛地应用在一些特殊工作环境中.以研究卫星仿真测试用的电源为背景,在太阳能电池单体数学模型的基础上,设计了模拟太阳能电池,I-U特性曲线的生成电路,详细分析了其工作原理.根据电源系统模拟器的设计要求,提出了一套完整的太阳能电池阵模拟器设计方案,并对该方案进行了软件仿真和硬件实验.实验结果验证了该方案的可行性,为今后进一步开发和研究太阳能电源系统打下了坚实的基础.     

太阳辐射监测仪跟踪引导系统的设计

为了在地面测试星载太阳辐射监测仪在轨对日跟踪性能,设计了太阳辐射监测仪跟踪引导系统.研究了太阳方位矢量在太阳辐射监测仪本体坐标系中的角度变化,通过坐标转化计算出其变化量及变化趋势,在此基础上提出了两轴联动二维度的引导方法.基于太阳敏感器工作原理,构建了跟踪引导模型,并给出了跟踪精度要求.最后利用跟踪引导机构和电控系统组成的跟踪引导系统引导太阳辐射监测仪进行了跟踪实验.实验结果表明:太阳辐射监测仪跟踪过程无断点,俯仰方向连续跟踪夹角小于0.07°,偏航方向小于0.04°,合成跟踪精度优于0.09°.该系统能够连续稳定引导太阳辐射监测仪进行跟踪测量,且满足太阳辐射监测仪在轨跟踪精度要求.     

光伏阵列模拟器综述

光伏阵列是光伏发电系统中最基本组成部分,光伏阵列模拟器能够代替实际光伏阵列在室内进行各种光伏实验,目前国内外专家学者已经成功研制了一些不同类型不同功率等级的模拟器,这些模拟器有各自不同的特点和应用场合,为此综述了光伏阵列模拟器,包括早期出现的模拟式光伏阵列模拟器和目前研究较多的数字式光伏阵列模拟器.从光伏阵列模拟器的类...     

太阳能电池阵列模拟器的设计和实现

太阳能电池阵列模拟器是系统地面测试阶段的重要组成部分,是为了验证太阳能电池的性能和可靠性而建立的.在太阳能电池单体数学模型的基础上,设计了实用的太阳能电池阵列模拟器.该模拟器与实际系统具有相同的结构,相同的功率等级,能在最大程度上模拟实际太阳能电池阵列.实验证明该模拟器能够很好地模拟真实太阳能电池特性,验证了该方案的可行性,为卫星电源系统地面测试提供了坚实的基础.     

面向光热发电的太阳能短期预报技术

随着全球太阳能行业的迅猛发展,越来越多的太阳能以光热发电的形式被电网吸纳,准确地预报未来几天的法向直接辐射已成为光热项目并网和现场运行维护的基础。文中介绍了法向直接辐射的定义、国内电力工业标准、法向直接辐射短期预报方法、影响短期预报精度的要素和提高短期预报精度的方法,回顾了国内最新的研究进展,提出了当前研究中存在的问题,并对未来的研究趋势做了展望,以期对"十三五"期间太阳能热发电行业的发展提供参考。     

基于S3C2440数字式光伏阵列模拟器设计

介绍了一种基于ARM控制的数字式光伏阵列模拟器,该模拟器采用S3C2440作为主控器、BUCK电路为主电路,以查表法进行光伏特性曲线拟合,并利用波特图进行系统参数设计。实验表明,该模拟器能完整地复现光伏特性曲线,且动态响应良好。     

Forecasting of solar irradiance with just‐in‐time modeling

PV power output mainly depends on solar irradiance, which is affected by various meteorological factors. Thus, it is required to predict solar irradiance in the future for the efficient operation of PV systems. In this paper we develop a novel approach for solar irradiance forecasting, in which we combine the black–box model (JIT modeling) with the physical model (GPV data). We investigate the predictive accuracy of solar irradiance over a wide controlled area of each electric power company by utilizing measured data from 44 observation points throughout Japan provided by JMA and 64 points around Kanto provided by NEDO. Finally, we propose an applied forecasting method of solar irradiance to deal with difficulties in compiling databases. We also consider the influence of different GPV default times on solar irradiance prediction. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 182(4): 19–28, 2013; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.22338