基于I-V特性分析的晶硅光伏组件故障诊断

该文针对实际电站中的光伏组件故障,实地调研并收集多晶硅光伏组件中的一些常见故障类型,建立光伏电池的反偏模型,分析光伏组件失配下I-V输出特性的原因,测试不同故障类型光伏组件的I-V特性曲线,重点分析了玻璃碎裂组件I-V特性出现凸函数特征的原因,提取不同故障组件的故障特征,提出一种基于I-V特性的光伏组件故障在线诊断方法...     

局部阴影条件下光伏组件性能实验研究

局部阴影遮挡严重影响光伏组件的输出特性,通过光伏组件的变比例遮挡以及特定比例下变化遮挡部位的方式对上述问题开展实验研究。研究表明:光伏组件受到阴影遮挡的比例越大,输出特性越差,10%为遮挡比例的转折点,超过之后特性曲线下降斜率陡增,当组件被遮挡20%以上时,最大输出功率Pm接近于零,特性曲线已不完整。分析10%遮挡面积下不同遮挡方式对输出特性和发电量的影响,光伏组件的Pm随单体电池被遮挡比例的增加而减小,给出不同遮挡方式下组件的功率损失。     

一种阴影情况下光伏组件输出特性的计算方法

提出了一种计算阴影遮挡情况下组件输出特性的方法。该方法首先根据流经组件的电流对被遮挡电池及其所在电池串的输出特性进行分析,在此基础上对旁路二极管的伏安特性进行理论分析,进而判定旁路二极管导通状态,从而计算出光伏组件在阴影遮挡情况下的多峰特性。经试验验证,此种方法可精确地模拟复杂遮挡情况下光伏组件的输出特性,对于各种阴影遮挡情况下的峰值点的最大误差在3%以内。该方法较传统的失配情况下基于一个电池单元并联一个保护旁路二极管的计算方法更符合实际,具有较强的实用价值。     

山地光伏电站光伏组件阴影遮挡技改方案的经济性分析

针对山地光伏电站光伏组件阴影遮挡问题,提出了重接线、调整光伏支架立柱高度或光伏组件安装倾角、以大换小、拆除重装4种方案,并针对每种方案进行经济性分析,给出不同新增投资下,投资回收期为5年时,需要提升的等效利用小时数。分析结果显示：当上网电价为1.0元/kWh时,在严格控制成本的情况下,老旧山地光伏电站采用重接线、调整光伏支架立柱高度或光伏组件安装倾角这两种方案可能在5年内回收成本;而对于“以大换小”方案,若容配比为1.3:1.0,单瓦静态投资从0.9元/W增至1.3元/W(扣除了光伏组件回收资金)时,年等效利用小时数需提升约235.8～369.2 h,发电量提升16.8%～26.4%,才能实现投资回收期5年的目标;拆除重建方案在经济性上基本不可行。该研究旨在为有技改需求的电站提供数据参考。     

光伏组件间阴影遮挡预测模型的建立

由于地形等原因,部分特殊区域光伏电站建成后光伏组件间往往容易产生阴影遮挡。通过利用计算几何、空间解析几何中平面与直线相交的相关理论,进行了光伏组件间在某一时刻产生阴影遮挡的研究分析,得到了一种光伏组件间阴影遮挡的预测模型,并利用光伏支架钻孔灌注桩位放样时采集的坐标数据对该预测模型进行验证。通过光伏组件间阴影遮挡预测模型可计算出经光伏组件上任意1角点的太阳光线与相邻光伏组件的位置关系,解决了光伏组件间阴影遮挡问题,从而提高光伏电站发电量。     

阴影遮挡下光伏组件横竖向放置对发电量的影响

为了提高阴影遮挡时光伏组件的发电量,针对横、竖向放置时光伏组件相互遮挡产生的功率损失,建立了光伏组件在阴影遮挡情况下的数学模型,考虑了光伏组件并联旁路二极管的影响,仿真模拟了阴影遮挡下横、竖向放置时光伏组件的输出特性,进而以某地100kW光伏阵列为例,计算了光伏组件在不同摆放方式、不同倾角与间距下的辐射量、年发电量、阴影损失及年平均效率,为光伏电站的初步设计提供了一定的参考价值。     

基于并联光伏组件外特性的最大功率点跟踪方法

当阴影条件变化时,并联光伏组件的全局最大功率点(MPP)会随之改变.为了实现太阳能发电最大化,要求最大功率点跟踪(MPPT)方法始终能实时而准确地锁定住并联光伏组件的全局MPP.不同阴影条件下并联光伏组件会呈现不同的外特性特征,如多阶梯的电流电压特性以及多峰值的功率电压特性.基于此现象,该文提出一种基于并联光伏组件外特...     

局部阴影遮挡下大尺寸光伏组件的输出特性研究

以太阳电池尺寸为210 mm×105 mm、电路结构为并串结构的大尺寸光伏组件为例,首先分析单片太阳电池不同阴影遮挡比例时的情况,然后分析光伏组件6种不同阴影遮挡比例和18种典型阴影遮挡位置和形状对大尺寸光伏组件输出特性的影响。结果表明：随着单片太阳电池阴影遮挡比例不断增大,二极管始终未导通,但光伏组件的最大功率逐渐降低,最后降至初始功率的2/3;阴影遮挡比例对采用并串电路结构的大尺寸光伏组件的I-V特性的影响是非线性的。对于整块光伏组件而言,阴影遮挡比例越大,光伏组件的最大功率越小;在同一阴影遮挡比例下,集中阴影遮挡对光伏组件最大功率损失的影响更大。     

便携式光伏组件I-V特性测试系统研究

基于GB/T 6495.3—1996《光伏器件第3部分:地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据》的相关要求,设计了便携式光伏组件I-V特性测试系统,该系统由数据采集单元、信号调理单元和软件处理单元组成,结构简单、操作方便,适用于单板光伏组件的室内外测量。实验结果表明,该系统能准确测试出I-V特性曲线,可为准确掌握光伏组件性能提供简单的测试手段。     

热斑晶硅光伏组件I-V曲线分析及特征模拟研究

基于大量的具有热斑缺陷的晶硅光伏组件测试结果,将热斑种类归纳为阴影遮挡型热斑和非遮挡型热斑.分析阴影遮挡型热斑组件的I-V曲线特征及原因,发现通过I-V曲线阶梯处线段的斜率k可表征热斑电池的漏电流大小,并结合组件EL测试结果分析了非遮挡型热斑产生的原因.解释影响光伏组件漏电流大小的原因,通过Simulink建立光伏组件...     

局部阴影条件下光伏模组特性的建模与分析

以考虑了反向雪崩击穿的光伏电池元的双二极管电路模型为基础,建立了适用于阴影效应分析的光伏模组的数学仿真模型,分析了光伏模组在局部阴影条件下I-V和P-V特性及输出能力的变化,提出了增强光伏模组抗阴影能力的方法.     

基于迁移学习的光伏组件鸟粪覆盖检测

该文基于无人机光伏组件可见光图像采集,提出一种基于迁移学习的光伏组件鸟粪检测方法.方法首先基于掩膜区域卷积神经网络(Mask-RCNN)对光伏组件边界进行框选,再利用迁移学习策略,构建光伏组件鸟粪缺陷检测模型,实现鸟粪智能检测.利用上述方法,实现光伏组件鸟粪覆盖检测准确率为96.75％.     

基于红外图像的太阳能光伏阵列故障分析

依据处于不同工作状态下太阳电池间存在明显温差这一特性,提出了基于红外图像分析的太阳能光伏阵列工作状态自动分析与识别的方案。该方案首先对光伏阵列的红外图像进行预处理与分析,提取可能的故障区域及区域的特征信息,综合考虑环境温度、照度、风力等环境因素的影响,采用信息融合与模糊推理的方法,实现了对光伏阵列中太阳电池工作状态的自动识别。研究结果表明,该方案能够准确地对运行于光伏系统中组件的正常、遮挡、老化损坏状态进行识别。     

半透明晶体硅光伏热电制冷辐射窗的性能分析

针对一种新型半透明光伏-热电制冷辐射窗（STPV-TE-RCW）,通过实验和数值模拟方法对其热电性能进行研究,建立STPV-TE-RCW计算模型,验证其准确性,并针对STPV-TE-RCW中的热电模块不同排列形式、辐射板尺寸、散热形式等进行优化分析。在考虑结构自身发电量与耗电量关系的基础上,通过分析制冷系统COP和耗电量,认为5块热电片串联2个支路并联的热电模块排列形式,高度为1 m的辐射板尺寸和强制对流的散热形式效果更好,在这种情况下,STPV-TE-RCW的耗电量与发电量之比为0.83,制冷量能承担该结构产生的60%冷负荷,辐射铝板提供的制冷量为63.4 W/m²,热电模块的COP为1.41。     

基于注意力模块及1D-CNN的滚动轴承故障诊断

针对传统的卷积神经网络对特征的辨识性差的问题,提出一种将注意力模块与一维卷积神经网络相结合的滚动轴承故障诊断模型.首先以加入噪声的振动信号作为输入,利用"卷积+池化"单元提取信号的多维特征,然后通过注意力模块对特征赋予不同的权重,利用双池化层取代传统卷积神经网络中的全连接层进行特征的再次提取及特征信息整合,最后通过So...     

级联H桥光伏逆变器开关管开路故障诊断

多电平逆变器包含大量的半导体开关,以级联H桥光伏逆变器为例,针对开关管开路故障提出一种快速故障诊断和处理方法。在载波的顶端或底端采样每个H桥模块的输出电压,将其作为判断开关管开路故障的判据。诊断完成后,采取相应的措施降低故障程度。该方法可在一个载波周期内完成故障开关管的精确定位。实验结果验证了该方法的有效性。     

基于自适应变异粒子群算法的光伏MPPT控制研究

针对局部遮阴(PSC)时,光伏阵列输出P-U曲线出现多峰值现象,传统最大功率点追踪(MPPT)算法易陷入局部最优解,无法追踪到全局最优解的问题,该文提出基于自适应变异粒子群算法的光伏MPPT控制方法.在粒子群算法寻优过程中同步调整学习因子与惯性权重,以提高算法收敛速度与精度,同时引入变异机制以扩大粒子搜索范围,增强算法...     

遮挡状态下光伏组件多峰输出特性的参数计算与分析

基于太阳电池正反向输出特性,建立光伏组件输出特性模型,针对遮挡状态下的多峰输出特性,提出一种模型参数计算方法,研究不同遮挡状态对I-V特性曲线和模型参数的影响作用。通过仿真和实验,分析组件中各单元所受遮挡光强和电池片遮挡数量的变化对模型参数的影响规律。研究结果表明：模型参数计算结果和基于模型参数获得的I-V特性曲线,有较高精度;所建立的组件输出特性模型和参数计算方法,对于实现光伏组件和组串的故障诊断,具有良好的工程应用前景。     

波浪作用下浮式光伏组件基座水体交换实验研究

采用平面激光诱导荧光（PLIF）方法,对波浪作用下浮式光伏组件基座的交换通量进行定量分析。设计不同开孔交换面积的浮箱模型,并在不同波高和温度下进行实验。实验结果表明,水体在基座内停留时间与波高、基座单元间的连通面积及单元内水体与环境水体的温差有关,波高的影响最大,温度次之,连通面积最小。