多晶硅I-V曲线的Bezier控制点拟合规律

不同类型光伏电池的工作机理和输出特性存在一定差异。为给出一种简单、准确的多晶硅光伏电池I-V曲线拟合方法,探讨Bezier函数拟合多晶硅光伏电池输出特性的可行性。建立基于Bezier函数的12种多晶硅电池I-V曲线拟合模型,利用统计规律研究了拟合效果最佳时Bezier曲线控制点的位置。找出Bezier曲线控制点分布与多晶硅光伏电池填充因子FF之间的线性规律,给出一种仅利用厂商数据手册给定数据即可实现简单的多晶硅光伏I-V曲线拟合方法。最后,以6种新多晶硅电池与现有方法进行了验证和对比,结果表明,所提拟合方法的平均相对误差仅为现有方法的0.354倍,其最大相对误差仅为现有方法的0.132倍,证明了所提方法的简单性,准确性和普适性。     

基于Bezier函数的光伏电池建模

以单二极管电路模型为基础,推导了仅包含串、并联电阻和二极管品质因子的光伏电池三参数数学模型,并对其进行迭代法求解,利用求解结果对光伏电池输出I-U(电流-电压)曲线的关键点进行灰色关联度分析,确定了串、并联电阻和二极管品质因子是影响曲线特性的主要因素。在此基础上,提出了光伏电池的Bezier函数建模方法,该方法利用最大功率点代替难以获取的串、并联电阻和二极管品质因子等参数,结合开路电压和短路电流点,借助二阶Bezier函数对光伏电池的输出特性进行拟合。在标准测试条件下对2种不同光伏组件进行建模仿真,将仿真结果与实测结果进行对比,结果验证了所建模型的有效性。讨论了任意条件下Bezier函数在光伏电池输出特性曲线拟合中的应用,以为光伏电池的建模提供参考。     

一种求解光伏电池5参数模型的方法

提出了一种求解光伏电池5参数模型的方法。依据在I-V特性方程的短路点、开路点和最大功率点得到的4个表征5参数之间关系的方程,分析了二极管理想因子（a）对光伏电池输出特性的影响;然后根据标准工况下厂家提供的数据,构造第5个方程求得工况下5参数的解。基于得到的结果求解任意光照和温度下光伏电池参数,进而采用Lambert W函数的显式I-V方程得到光伏电池输出电流和电压。最后,通过与Shell S65和TDB125×125-72-P光伏电池I-V特性和最大功率实测数据比对,验证了所提出方法的正确性。     

最小二乘支持向量回归的光伏组件故障检测

光伏组件是光伏发电系统的核心之一,对光伏组件开展及时有效的故障检测有助于提升系统发电效率。在光伏组件机理模型的基础上,采用最小二乘支持向量回归(Ls-SVR)方法对测试样本的I-U曲线进行学习,拟合出光伏组件四大参数在正常运行情况下的内在函数关系,并通过分析函数输出与实际输出之间的残差,实现光伏组件的故障检测。最后采用现有实验数据对所提方法进行验证,效果良好。     

基于Matlab的高精度光伏模拟器的设计

以实际光伏I-V输出特性曲线为参照,将多段折线法与均值阶梯线段法相结合,可以更为精确地实现光伏电池I-V特性曲线的拟合。研究了光伏模拟器的系统结构,利用Matlab搭建了光伏模拟器的仿真模型,并通过仿真验证了光伏特性曲线拟合方法及光伏模拟器系统结构的正确性,同时依据仿真结果比较了两种光伏特性曲线拟合方法,证明了采用多段折线法与均值阶梯线段法相结合的拟合曲线具有更高的精度。     

光伏电池模拟器的设计与研究

光伏电池现在已经越来越多的应用在各个领域,对光伏电池的研究也越来越深入,但由于天气等方面因素,而不能随时利用光伏电池进行研究,因此设计太阳电池模拟器是十分必要的。根据太阳电池单体的数学模型,设计了电池单体的I-V特性曲线生成电路,实验结果表明该电路输出的I-V特性曲线能很好地满足模拟太阳电池单体的特性。为了维持直流母线的电压稳定,还设计了稳压调节器,并对太阳电池模拟器进行单支路和阵列实验来测试其直流母线特性。     

Cu(In_(0.7)Ga_(0.3))Se_2薄膜太阳电池的研究

采用直流溅射方法研究Cu(In0.7Ga0.3)Se(CIGS)薄膜太阳电池的背电极Mo薄膜、吸收层CIGS薄膜、缓冲层ZnS薄膜以及窗口层ZnO:Al(ZAO)薄膜的制备条件,并利用XRD、AFM和SEM对薄膜表面形貌进行表征。根据实验结果制备了性能良好的CIGS薄膜电池,并初步研究了电池的I-V特性,研究发现制备的太阳电池的填充因子大概为36%,并分析影响填充因子的原因。通过反复研究CIGS薄膜电池的制备条件,为制备高效CIGS薄膜电池奠定了基础。     

光伏电池的建模与仿真研究

由于目前光伏电池的仿真模型大多只针对特定型号的电池而建立,导致所建立的仿真模型不具备通用性。对微电网中光伏电池的输出特性进行了研究,在对光伏电池数学模型分析的基础上,利用matlab/simulink平台建立了光伏电池的通用仿真模型,只需要光伏电池的开路电压、短路电流、最大功率点电压和最大功率点电流4个参数便可以利用该仿真模型进行光伏不同型号的光伏电池的仿真。通过对所搭建的光伏电池仿真模型进行仿真测试,得到不同环境温度和光照强度下光伏电池的I-V和P-V特性曲线,并对仿真结果进行分析,发现仿真所得的光伏电池最大输出功率、开路电压和短路电流随环境温度和光照强度的变化趋势与理论分析相吻合,验证了模型的正确性。     

适用不同尺度光伏阵列的数值建模方法

把光伏电池电路模型的离散计算结果作为基准数据源,利用数值计算方法实现对光伏阵列及各光伏单元的建模,详细阐述了该建模方法的实现机理及数学模型表达。针对光伏阵列运行中常遇到的阴影遮挡工况,建立了不同规模(单体光伏电池、组件、组串、阵列)的遮挡模型,并给出仿真结果。结果表明:在不同遮挡率下,单体光伏电池、组件的I-V输出特性曲线只有一个阶梯,P-V输出特性曲线仅有一个功率峰值;组串I-V输出特性曲线阶梯个数等于组件不同遮挡率个数,P-V输出特性曲线功率峰值个数不大于阶梯个数,并验证了两者之间的确切关系;光伏阵列的功率峰值个数与各组串的峰值个数关系复杂。该模型可适用于不同规模光伏阵列,仿真灵活,也容易与电力电子回路集成实现系统级仿真。     

光伏电池建模及其输出特性研究

根据光伏电池的I-V数学函数关系式,在Matlab/Simulink环境下编写M文件,建立光伏电池的仿真模型,并分析局部遮挡现象,从理论上推导局部遮挡环境下的光伏电池模型。该模型可以模拟实际光伏电池在不同的太阳辐射强度、环境温度和局部遮挡情况下的电流、功率输出特性曲线。仿真结果验证了光伏电池的输出特性呈非线性,并随环境温度和日照强度的变化而变化;局部遮挡环境下,光伏电池电流输出呈阶梯型,功率输出呈多波峰。     

部分遮挡条件下光伏组件的建模与仿真研究

当光伏组件被部分遮挡时,输出的伏安特性曲线呈阶梯状,功率电压特性曲线会产生多个局部峰值点,在此情况下,现有的单体光伏电池数学模型和传统的单峰最大功率点跟踪算法都不再适用.研究和建立了适用于部分遮挡情况下串联光伏组件的数学模型,并通过Matlab软件对其进行仿真研究,分析了光伏组件在部分遮挡时Ⅰ-Ⅴ,P-Ⅴ特性曲线及输出...     

基于电容阵列I-V测试仪的光伏STC曲线拟合研究

现有的光伏组件在标准条件(STC)下I-V曲线的拟合算法存在计算过于复杂或准确度不足的问题。为提高曲线在偏离STC环境下的拟合准度,提出了一种依据太阳电池四参数结构,通过选取曲线最大功率点(MPP)附近6个点作为拟合点,计算组件I-V数学模型从而实现曲线拟合的拟合算法。不同光伏组件的最优拟合点间隔不同,为提高拟合精度,进一步提出了自适应拟合点选取方法,同时设计了以电容阵列为负载的I-V测试仪结构并研制了一套完整仪器。该测试仪可通过增加MPP附近数据点的密度,提升拟合点的选取精度。经过MATLAB仿真与实际验证表明,模型拟合算法的拟合结果在各种测试环境下的准确度均高于多项式拟合算法;所设计的I-V测试仪性能优越,适用于工程测量之中。     

Measuring the I-V curve of PV generators

This article discusses a new experimental way to measure the I-V characteristic curve of photovoltaic (PV) generators based on DC-DC converters. The obtained results show that the classical buck and boost converters are not capable of reproducing the whole I-V curve of PV generators and that the single-ended primary inductance converter (SEPIC) is optimal for this application. We propose a method based on SEPIC converters in parallel connection, operating in an interleaved mode. This method gives advantages with respect to the use of conventional methods.     

光伏电池工程用数学模型研究

光伏电池输出特性曲线方程是光伏发电理论研究的基础,本文结合该曲线和质点平抛运动轨迹的相似性,在原有的光伏电池工程指数模型基础上,首次提出了另一种更便于计算的光伏电池工程用数学模型。该模型的特点是用在三个不同重力场g0、g1和g2下的质点平抛的运动轨迹来代替光伏电池输出特性曲线。运用物理学中的平抛运动公式换算出电池输出特性曲线,通过调节g0、g1分界点的位置,使得本模型在不同的环境条件下最大功率点附近的误差尽可能小。实验表明该模型生成数据和实测数据的误差能满足工程精度要求,模型运算量和指数模型比较,减少了运算量。     

基于峰值计数与参数辨识的光伏组件阴影判定方法

针对光伏组件中阴影难以判定的情况,提出了一种基于峰值计数与参数辨识的光伏组件阴影判别方法。首先,通过可编程直流电子负载对光伏组件I-V输出特性曲线进行全局快速扫描,以记录曲线中明显的多峰值个数;然后采用改进人工鱼群算法(IAFSA)对I-V特性曲线中采样值进行内部等效参数辨识,结合均方根误差(RMSE)进而判断组件中轻微阴影遮挡情况。通过上述两步法可对光伏组件中阴影情况进行有效判定,仿真和实验结果进一步说明了上述方法的有效性和准确性。     

太阳电池组件I-V特性曲线异常

为了正确评价太阳电池组件I-V特性曲线异常现象,通过对多个太阳电池I-V特性曲线组合的分析,分别探讨了安装和不安装旁路二极管的太阳电池组件的I-V特性曲线产生异常(台阶)的原因,分析了I-V特性曲线异常对热斑效应的影响,评价了I-V特性曲线异常与产品质量之间的关系,给出了太阳电池组件产生I-V特性曲线异常必须具备的三个条件,因此提出了减少和改善I-V特性曲线异常的方法。     

一种数字式光伏阵列模拟系统的研究

针对模拟式光伏阵列模拟器的缺点,提了以光伏电池数学模犁为基础,由直流斩波器构成的数字式光伏阵列模拟器.该模拟器可以模拟任意太阳辐射强度、环境温度的光伏阵列1-V特性.实验结果证明该模拟器的输出特性非常接近实际情况,并且动态响应良好.     

基于MATLAB的光伏电池通用数学模型

针对光伏电池输出特性具有强烈的非线性,根据太阳能电池的直流物理模型,利用MATLAB建立了太阳能光伏阵列通用的仿真模型.利用此模型,模拟任意环境、太阳辐射强度、电池板参数、电池板串并联方式下的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ特性.模型内部参数经过优化,较好地反应了电池实际特性.模型带有最大功率点跟踪功能,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点的跟踪.     

）太阳能燃料能源系统光伏阵列与电解槽优化连接

为了改善系统的性能太阳能燃料电池分布式能源系统,针对光伏阵列与SPE电解槽进行了直接优化连接。基于光伏阵列的特性的理论分析,给出了光伏阵列的特性方程式和光伏阵列I-V特性曲线工程计算法,探究光伏阵列-SPE电解槽直接优化连接的运行效果,结果表明通过将SPE电解槽和光伏阵列的组成形式设计优化至最合理,从而让SPE电解槽的输入的伏安特性和光伏阵列输出的伏安特性达到最相匹配,进而可以有效地提升光伏阵列-SPE电解槽直接连接方式下的运行效率。