局部遮挡时光伏阵列失配特性建模与分析

结合局部遮挡时太阳电池的等效电路,建立太阳电池发热现象的数学模型,对不同状态下太阳电池发热的主要原因进行分类分析;基于对局部遮挡时光伏组件工作特性的分析,建立以分段函数描述的光伏组件输出特性模型,最后结合实验及仿真结果分析失配引起的输出多峰值特性和热斑效应现象,提出解决太阳电池失配问题的控制方法。为改进光伏系统设计、优化光伏系统控制方法提供理论依据。     

局部阴影下光伏组件的Matlab/Simulink仿真模拟与特性分析

针对局部阴影遮挡条件对光伏组件输出特性的影响进行仿真分析。建立改进的双二极管太阳电池数学模型,模型中二极管D2的反向饱和电流I02采用电池材料自身性能参数进行计算,模型除二极管的理想因子n1、n2是经验值,无需估计任何值。仿真模型以建立的双二极管太阳电池数学模型为基础,通过Matlab/Simulink对双二极管太阳电池进行建模。以双二极管太阳电池模型为基础,建立适用于局部阴影下光伏组件的电气模型,从而避免构建光伏组件过程中繁杂的数学建模工作。利用该模型对不同局部阴影条件下的太阳电池和光伏组件进行仿真模拟,并对仿真数据进行对比分析。分析结果表明,局部阴影的数量和分布均匀性不同,对光伏组件输出特性的影响也有所不同。     

任意光强和温度下的硅太阳电池非线性工程简化数学模型

建立太阳电池数学模型对于太阳电池的特性研究、光伏发电系统的数字仿真和优化设计等具有非常重要的意义.基于硅太阳电池的理论数学模型,忽略一些次要因素的影响得到其非线性工程简化数学模型.该模型仅利用太阳电池生产厂商提供的在标准测试条件下的4个电气参数(Ⅰsc,Ⅴoc,Ⅰm和Ⅴm),且通过引入相应补偿系数来考虑太阳光强和电池温度任意变化时对输出电气特性的影响.利用matlab/simulink模块搭建了仿真模型,将模型仿真结果与实际太阳电池阵列的实验测量结果进行比较,结果表明,该模型的误差一般都在工程允许的6%以下,达到工程应用精度要求.     

基于Simulink的两级式单相离网光伏发电系统的仿真研究

根据太阳电池等效电路及数学模型,基于Matlab软件下的Simulink模型库搭建了光伏组件的仿真模型,根据常规晶硅组件背面铭牌参数设置模型的基本参数,该模型可以输出不同辐照度和组件温度条件下光伏组件的I-V和P-V特性曲线,同时可以运用到光伏组串和光伏阵列等大功率级的模拟;其次,在Boost升压变换器基础上采用一种改进的扰动观察法来实现光伏阵列的MPPT;最后根据电压滞环跟踪式PWM技术实现了单相离网光伏发电系统的逆变仿真,仿真输出结果具有良好的稳定性,进一步验证了模型的准确性。     

太阳电池动态模型仿真分析及实验研究

建立不同工况下的考虑正向、反向以及动态特性的电路模型,分析模型参数的变化对电池输出特性的影响以及不同工况下光伏组件交流小信号阻抗变化规律。基于Simulink平台,建立太阳电池电路仿真模型,并采用实验测试平台,验证所建立的模型正确有效。结合仿真模型和实验平台测试光伏组件输出特性、有光照和无光照下小信号阻抗特性,结果表明光伏组件输出特性及阻抗特性受偏置电压、光照、反向电容参数影响较大。     

考虑阴影变化的太阳电池模型及动态参数分析

针对太阳电池静态模型与实际运行偏差较大，尤其是局部遮挡下均匀光照下的太阳电池模型难以适应新场景的问题，研究阴影变化下的太阳电池建模。首先，分析太阳电池的正向、反向、动态特性和小面积阴影时的内部情况，建立局部阴影下包含正、反向特性的动态模型。然后，研究阴影变化下光伏组件模型，比较模型仿真结果与实验结果，验证所建模型的准确性。最后，利用电池仿真模型，分析环境变化时电池动态参数和输出电流的变化规律。结果表明，所建模型可用于阴影变化下太阳电池动态特性仿真与动态参数分析。     

太阳能光伏系统MPPT控制算法的对比研究

根据光伏太阳电池板的内部结构和输出伏安特性建立光伏方阵的Matlab仿真模型,利用实测的气象光强数据对恒压跟踪法、爬山法、爬山改进法和INC法等4种光伏系统最大功率跟踪(MPPT)控制算法进行计算机仿真,评价每种算法在不同天气的光照变化条件下特别是光照强度迅速变化时的跟踪效果,得出各个算法的优缺点。仿真结果用于指导太阳能光伏系统最大功率跟踪器的设计及其控制算法的选择。     

硅太阳电池模型参数计算优化方法

在进行光伏发电系统的数字仿真、输出功率预测、运行调度和优化设计时,均需对太阳电池及阵列的电气特性进行精确建模。以硅太阳电池单二极管等效电路模型为基础,运用粒子群算法,提出一种计算模型五参数(Iph、Isat、Rs、Rsh、A)的优化方法,并分析了辐照强度和温度变化对模型参数的影响。该方法仅使用太阳电池生产厂商提供的在标准测试状况下的4个电气参数(Voc、Isc、Vm、Im),便可计算一般工况下的I-V特性曲线。在Matlab中建立仿真模型,仿真与实验结果表明新模型对于I-V曲线的预测误差一般在2%以内。     

基于泰勒函数的太阳电池通用模型研究

基于太阳电池等效模型,运用泰勒公式进行降幂求解,使太阳电池工作电流和工作电压之间的关系呈显性函数。在标准测试条件下,对太阳电池和组件进行建模仿真,将仿真结果与实测结果进行对比,最大工作点基本与厂家提供的参数重合,偏差度在2%以内,结果验证了模型的有效性和可行性。在此基础上建立太阳电池、组件和适用于任意遮不均匀光照和温度分布情况下光伏阵列的通用模型。     

非晶硅太阳电池I—V特性的研究

在试验的基础上,研究了不同太阳能辐射强度与太阳电池表面温度下的非晶硅太阳电池Ⅰ-Ⅴ特性.依据试验数据分析了三种不同,Ⅰ-Ⅴ特性模型的优缺点,即单指数模型、多项式拟合模型和等效电路形式模型.最后分析了不同辐射强度对发电性能的影响.