太阳能电池模型工程求解及其应用研究

针对太阳能电池模型工程求解困难的问题,基于太阳能电池单二极管等效电路,分别建立最大功率点电压与日照强度、太阳能电池温度以及最大功率点与最大功率点电压之间的近似线性关系,并通过最小二乘线性拟合求解线性系数以达到最佳拟合。基于多晶硅、单晶硅和非晶硅太阳能电池工程参数求解仿真实验验证了该文求解方法的正确性,随机环境下的相对误差能达到6.0%以内,可以满足大多数工程精度要求。最后,最大功率点跟踪实验也表明了求解方法在实际工程中应用的可行性,并能提高突变环境下的跟踪精度。     

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。     

太阳能电池的双二极管数学模型的简化

介绍了一种简化的太阳能电池双二极管数学模型。在光伏系统的应用中,尤其是在低照度条件下,双二极管模型能够更加准确地预测太阳能电池的性能。为了减少该模型的计算量,简化了电流方程,只需四个参数即可计算。提出了一种高效的迭代方法计算串联电阻和并联电阻,并在Matlab中进行了仿真验证。仿真结果表明,该模型能较好地符合太阳能电池的I-U特性。     

光伏电池热电压动态模型及其仿真分析

为了降低光伏电池的建模难度,在光伏电池的等效电路模型基础上,对单二极管模型进行简化。为了兼顾简化模型的精确度,在考虑了引起模型误差的等效电阻等因素后,得出改进的单二极管串联模型——热电压模型,并且在热电压模型中加入环境修正参数,进而得到热电压动态模型。同时为验证该模型的有效性,在MATLAB/Simulink环境下建立仿真模型,对光伏电池输出特性进行了仿真实验和分析,并与光伏电池的四参数行为模型进行仿真结果比较。分析结果表明,在高温度和高光强下热电压动态模型比四参数行为模型更加精确。     

脉冲电源印染污水处理的负载特性分析

基于电化学理论方法和参数拟合,对脉冲电源作用下印染污水处理的电解槽负载进行建模.先在电化学原理的基础上进行理论建模,采用电化学阻抗谱方法,得出电解槽负载的等效电路模型.通过测量负载的阶跃响应曲线并进行参数拟合,对实际工程应用中的等效电路模型进行定量分析,得出模型中各个参数的具体值.最后按照得出的参数值进行仿真,并与实验结果相比较,比较结果证明了等效电路的合理性.     

变压器宽频等效电路模型的建模方法研究

为准确分析电力电子系统的传导干扰问题,有必要建立一种变压器的宽频等效电路模型.通常变压器内部构造是未知的,只能基于变压器外部端口测试的方法进行建模,因此给出一种变压器宽频等效电路模型的建模方法,模型一部分为中低频的三电容等效电路,另一部分为基于矢量匹配法的π型等效电路.根据电路扩展理论,将两部分等效电路并联并得到变压器的宽频等效电路模型.此外,对一实际变压器进行了测试,得到相关参数并建立模型,对比仿真与实验的结果,进一步验证了变压器宽频等效电路模型的正确性.     

利用数值仿真方法确定三相变压器深度饱和等效电路模型参数

精确的变压器深度饱和模型是分析电网过电压暂态过程的基础。而目前端口试验的方法只能得到额定运行时等效电路模型的参数,却无法得到过电压下深度饱和区的参数。该文提出利用数值仿真的方法确定三相变压器深度饱和等效电路模型参数,数值仿真的方法分为两种,包括基于端口数值试验的方法和基于电磁场分布计算磁阻方法。前者通过磁场和电路耦合的方法在变压器的端口设置开路或短路状态以确定等效电路参数,后者利用变压器各部分的磁通和能量的积分结果计算磁阻,再转换得到等效电路参数。计算磁阻的方法更适用于分析拓扑复杂、深度饱和的变压器等效电路模型参数。     

基于PSPICE的IGBT宽频等效电路模型研究

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)阀是柔性直流换流系统的核心,建立实用准确的IGBT模型,对于模拟电磁骚扰源具有非常重要的意义。在IGBT等效电路基础上,采用复合模型法构造IGBT宽频等效电路模型,利用PSPICE软件的模型参数提取程序Parts分别提取功率MOSFET和BJT的模型参数。在此基础上,从IGBT的导电机理出发,用二极管的势垒电容表征其内部的压控寄生电容,建立其等效电路模型,并利用IGBT数据手册和计算相结合的方式提取寄生参数,仿真其稳态、动态特性。仿真结果和厂家给出的实测结果的对比,验证了该模型的正确性。     

太阳能并网发电系统的MPPT及孤岛检测技术

基于太阳能电池的等效电路,建立了太阳能电池的数学模型,分析了太阳能电池的特性曲线。通过比较几种常用的最大功率点跟踪方式的优缺点,提出了一种基于恒电压（CVT）启动的变步长扰动观察法最大功率点跟踪方式。对比现有的孤岛检测技术,确定采用主动偏移式孤岛检测方法。 在Matlab/Simulink下建立了太阳能电池的数学模型,最大功率点跟踪和主动频移式孤岛检测方法的仿真模型,并进行了试验研究,仿真和试验结果验证了方案的可行性和合理性。     

三电平移相全桥变换器整流二极管RC吸收参数多目标优化设计

传统的整流二极管RC吸收参数设计基于谐振等效电路,不能精确刻画二极管反向恢复过程,RC参数难以优化。为此,基于大功率PIN二极管集总电荷模型,采用多目标优化设计RC吸收电路参数。首先,根据三电平移相全桥变换器拓扑结构及调制方式,分析了RC参数对整流二极管反向电压尖峰的影响规律。其次,基于大功率PIN二极管的集总电荷模型对理论分析进行了仿真验证。然后,采用多目标优化设计RC吸收电路。最后,实验结果验证了最优RC参数抑制整流二极管反向电压尖峰的有效性。     

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.     

太阳能光伏电池阵列仿真模型的研究

应用仿真软件MATLAB的Simulink工具,在光伏电池阵列的物理数学模型基础上,建立了一种光伏电池阵列工作的仿真模型。给出了仿真模型内部结构图,并在不同的光照强度、环境温度以及多种串并联联接方式下,对不同型号的太阳能电池进行仿真。仿真结果表明,光伏电池阵列模型输出基本同实际输出相似。     

光伏系统最大功率点跟踪算法的改进及应用

在光伏发电系统中需对光伏电池的最大功率点进行跟踪来提高系统的输出功率.这里以光伏电池输出非线性特性为切入点展开研究,分析常规电导增量法和自适应算法的优缺点,针对其最大功率点跟踪(MPPT)动态和稳态性能不佳及启动过程特性较差的问题,提出改进的MPPT算法.在Madab/Simulink下进行了建模和仿真,仿真结果表明该...     

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.     

染料敏化太阳电池纳米结构对输出特性的影响

根据电子在半导体中的扩散方程,对纳米TiO2染料光敏化太阳电池(DSSC)的输出特性(J-V)进行了研究。多孔薄膜TiO2孔隙率(P)直接影响敏化电极光吸收系数(a)以及电子扩散系数(D),将P与a及D的关系式代入扩散方程,得到了电极纳米结构(孔隙率)对电池输出特性(J-V)影响的计算模型。在光电极孔隙率的实验范围(0.41～0.71),进行了模型分析。研究表明,在孔隙率0.41～0.71的范围内,开路电压(VOC)随P值增大基本保持不变,而短路电流(ISC)则随P值增大而明显减小,因此电池的最大输出功率减小,为获得最大输出功率,P应该控制在0.41～0.5。数值模拟与实验数据进行比较,两者符合良好,从而验证了所建立的模型。     

闭环SPWM逆变器死区效应分析

本文通过对基于瞬时输出电压反馈控制的SPWM逆变器死区效应造成的谐波电压的分析，建立了考虑死区效应时的SPWM逆变器闭环控制模型，研究了逆变桥臂死区时间对闭环控制SPWM逆变器输出基波电压的影响。分析结果表明，对于闭环SPWM逆变器，逆变器输出基波电压在空载时随着死区时间的增加而增加，其阻性负载时的外特性曲线是一条先下降后上升的曲线。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。     

循环模式DSG槽式太阳能集热器出口蒸汽温度控制策略研究

循环模式直接蒸汽发电(direct steam generation,DSG)强度变化的影响很大,并具有大滞后、大惯性、参数时变等特点。针对该控制对象,提出采用多模型切换受限增量广义预测控制策略,建立典型工况下的子模型并设计相应的控制器。按照跟踪实际工况的运行结果,根据模糊推理的隶属度概念评判子模型的匹配程度,选择适配的子模型和控制器整定参数,并采用输入增量加权控制律和等待周期法实现平滑切换和无扰切换。仿真分析表明,提出的控制策略与常规PI控制方法相比,具有响应速度快、无稳态偏差、系统输出波动小、降低了模型失配影响等优点。仿真结果验证了该控制模型和策略的可行性和有效性。     

Optimization of photovoltaic power system: a comparative study

This paper presents a comparative study of P&O, fuzzy P&O and BPSO fuzzy P&O control methods by using MATLAB software for optimizing the power output of the solar PV grid array. The voltage, power output and the duty cycle of the solar PV array are well presented and analyzed with an algorithm. The model consists of 66 PV Cells connected parallel and 5 PV cells connected in series to make solar PV array. The BPSO Fuzzy method generates 43.4820 MW output power more than P&O method and 150 KW more than P&O fuzzy method. This also shows that the time response of the photovoltaic system reduces to perturbations and insures the continuity of the operation at the time in response to the continued maximum power point. It also eliminates the fluctuations around MPPT. Simulation results also revealed that BPSO fuzzy P&O controller is more effective as compare with P&O and fuzzy P&O models     

Opposition-based differential evolution forhydrothermal power system

This paper presents a comparative study of P&O, fuzzy P&O and BPSO fuzzy P&O control methods by using MATLAB software for optimizing the power output of the solar PV grid array. The voltage, power output and the duty cycle of the solar PV array are well presented and analyzed with an algorithm. The model consists of 66 PV Cells connected parallel and 5 PV cells connected in series to make solar PV array. The BPSO Fuzzy method generates 43.4820 MW output power more than P&O method and 150 KW more than P&O fuzzy method. This also shows that the time response of the photovoltaic system reduces to perturbations and insures the continuity of the operation at the time in response to the continued maximum power point. It also eliminates the fluctuations around MPPT. Simulation results also revealed that BPSO fuzzy P&O controller is more effective as compare with P&O and fuzzy P&O models     

单磁芯饱和电抗器的建模与仿真

为了研究单磁芯饱和电抗器的控制输出特性,在单磁芯结构中增加一个检测绕组。利用多项式和双曲线混合模型拟合了磁芯磁化曲线,基于M ATLAB软件建立仿真模型并制成了电抗器实验装置。当交流激励使饱和电抗器处于饱和状态时,研究检测绕组感应电压峰值、有效值与直流偏磁磁势之间的关系曲线,并绘制控制输出特性。仿真和实验表明,该模型很好地反映了饱和电抗器的控制输出特性,有利于优化饱和电抗器参数,可快速设计实验方案。