基于PSCAD软件的光伏电池工程仿真模型研究

为满足在不同光照和温度条件下光伏电池的特性要求,依据光伏电池的4参数数学模型,对电池的参数进行了修正。在此基础上,在PSCAD软件中建立了封装成固有模块的光伏电池工程用仿真模型。该模型利用光伏电池在标准测试条件下得出的4个参数,考虑光照和温度的变化,模拟出光伏电池在实际工况下的输出特性。在工程仿真模型的基础上,进一步建立了光伏电池在阴影遮挡下的仿真模型,并以不同程度遮挡方式进行了带负荷仿真验证。结果表明,有无阴影遮挡的仿真模型都能够很好地模拟光伏电池的输出特性。该模型具有较好的实用性和简便性,能满足工程仿真与分析的需求。     

部分阴影下光伏阵列功率输出多峰特性研究

搭建了基于Matlab的考虑雪崩击穿效应的光伏电池模型,分析了不同的光照条件对光伏电池正反向输出特性的影响。分析了部分阴影遮挡条件下热斑效应形成的原因。以电池串、并联和及组件串、并联的输出特性为基础,从理论和试验仿真上得出了光伏阵列功率输出的多峰特性产生的原因。此外,在部分阴影遮挡条件下,对比分析和验证了旁路二极管及阻塞二极管的加入,能够减少阵列的功率损失。     

光伏电池板在阴影影响下输出特性

在光伏电池数学模型基础上,对光伏电池板在正常情况和有阴影影响情况下的输出特性进行了仿真.通过采样电路和上位机监控软件,对光伏电池板在不同阴影影响情况下的输出特性进行了采样.在仿真和实验的基础上,对比光伏电池在正常情况和不同阴影影响情况下的输出特性,总结出在有阴影影响的情况下光伏电池板的输出特性的规律.     

光伏电池反向模型仿真分析及实验研究

以MATLAB软件为仿真平台,建立了光伏电池反向Bishop子电路模型,不同光照和不同温度下光伏电池电气特性的仿真和实验结果对比证明了该模型的有效性。分析了光伏组件模型各个参数对光伏电池电气特性的影响,对模型的参数提取和实际光伏阵列设计具有指导意义。大面积光伏阵列可能会出现热斑效应,利用光伏电池反向模型,分析了热斑效应形成原因、形成条件以及旁路二极管对热斑效应的进行了仿真分析,为并联旁路二极管拓扑结构的选择提供了依据。此外,仿真分析了实际商用光伏阵列在遮挡情况下所出现的多波峰特性,验证了旁路二极管对光伏阵列的保护效果。     

基于DIgSILENT的光伏电池双二极管反向模型研究

为了研究光伏电池的反向特性,建立了双二极管等效电路应用于光伏电池反向电路模型中,采用牛顿-拉夫逊法求解模型,并应用DIgSILENT软件及其特有的DSL语言成功实现了建模和算法的仿真。先分析了光照强度、光伏电池反向模型等效电路中的串联电阻Rs及并联电阻Rsh、光伏电池反向曲线拟合常数a和n、光伏电池反向击穿电压对光伏电池反向电流的影响。研究结果表明,高温和高电压会使电池更易被击穿。在众多参数中,光伏电池反向特性对串联电阻Rs和曲线拟合常数a的变化最为敏感。最后,提出了一种对反向故障危险度判定的判据。研究结果可用于光伏热斑效应改善的研究和部分阴影下的光伏电池建模。     

局部阴影条件下光伏阵列旁路二极管和阻塞二极管的影响和作用

本文通过分析局部阴影条件下,光伏阵列旁路二极管和阻断二极管对其输出特性的不同影响,区别出旁路和阻断二极管减小功率失配损失的效果。采用适用于建立局部阴影条件下光伏阵列电路模型的Matlab自带solar cell双二极管电路模型,代替构建复杂的数学模型。仿真试验验证了光伏电池短路电流随辐照度线性变化,旁路二极管不同配置方式对应光伏阵列输出特性变化明显,光伏电池开路电压随辐照度非线性变化且变化范围更小,阻塞二极管配置前后对应输出特性变化小。     

局部阴影下光伏阵列的建模与仿真分析

为研究局部阴影效应对光伏发电系统的影响,首先建立了光伏阵列工程数学模型,分析局部阴影条件下光伏阵列的输出特性。为了便于工程分析,该文利用PVSYST软件分析比较单晶硅、多晶硅和薄膜电池等3种不同材料光伏电池在局部阴影条件下的输出功率,为工程应用提供了良好的指导作用。最后提出了几种提高光伏阵列抗局部阴影能力的措施。     

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。     

考虑多点局部阴影的光伏阵列建模及复合型最大功率跟踪算法研究

构成光伏组件的每个光伏电池在运行中由于制造、遮挡等因素的影响,其输出会有差异。当若干个光伏电池受到不同程度阴影遮挡导致其输出与正常电池有较大差异的时候,组件输出的P-U曲线会出现多峰情况,针对单峰的传统最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）策略很可能失效,从而陷入局部最优值。为解决该问题,推导了多点局部阴影下的光伏阵列数学模型,该模型能够理想描述任意阴影情况下的阵列输出特性曲线。基于此模型,提出了结合全局扫描法、电导增量法,以及快速逼近公式的复合型MPPT算法,并进行了仿真验证。仿真结果表明：相比于传统算法,算法在光伏组件受到遮挡时不会陷入局部最优;同时,相比于全局搜索法,该算法寻优效率更高。     

复杂阴影条件下光伏阵列的建模与仿真分析

在单块光伏电池模型及其物理接口设计基础上,采用串并联旁路二极管和防逆二极管的方式,提出了适用于任意阴影条件的光伏阵列的建模方法。在此基础上对各种阴影情况进行了仿真分析,验证了旁路、防逆二极管在光伏发电系统中的重要性,并总结了在复杂阴影作用下光伏阵列的输出特性变化规律。最后通过一个实际光伏工程验证了所建模型的可行性与实用性。     

局部阴影条件下光伏阵列输出特性的研究

当光伏阵列处于阴影情况下时,输出的I-V曲线呈阶梯状,相应的P-V曲线含有多个局域峰值。通过理论分析、Matlab仿真以及实验测试,研究阴影分布对光伏模组输出特性的影响。并以工程用光伏电池模型为基础,用Matlab语言建立了一个简单实用的光伏阵列辅助设计软件,利用该软件对光伏阵列在不同光照、温度、遮挡模式以及阵列结构下进行仿真研究,深入分析了光伏阵列在局部阴影下的I-V和P-V特性,给出全局最大功率点位置随遮挡模式变化的定性结论,为局部阴影下光伏阵列特性和最大功率点跟踪算法的研究提供了有力的支持。     

太阳能光伏电池电气特性仿真研究

建立工程用光伏电池数学模型,并在Matlab/Simulink仿真环境下建立光伏电池输出特性的仿真模型,通过仿真得到不同环境条件下的光伏电池输出特性曲线。结果表明,当外部光照强度或温度发生变化时,所建模型能够准确反映光伏电池的基本电气特性,验证了模型的有效性。     

基于海南生态环境下光伏电池输出特性的建模与仿真研究*

研究不同环境下光伏电池输出特性,对研究最大功率点和提高光伏系统效率具有重要意义。建立了改进的光伏电池数学模型,搭建了光伏电池的仿真模型,对光伏电池在不同光照强度和不同温度下的输出特性进行了仿真,并针对海口地区的具体情况,在不同倾角下对光伏电池输出各项参数进行仿真。最后,总结出光伏电池随光照强度和环境温度的变化规律,确定了海口市光伏电池板的最佳安装倾角。     

光伏电池和MPPT控制器的仿真模型

分析了光伏电池的工程用数学模型,并在MATLAB环境下建立了光伏电池的仿真模型。设计了最大功率点跟踪控制器的仿真模型,用来实现光伏电池的最大功率输出。该控制器使用导纳增量法实现最大功率点跟踪。在MATLAB/SIMULINK环境下搭建光伏发电系统的仿真模型进行了仿真。仿真结果表明,搭建的仿真模型能够准确地反映不同自然条件下光伏发电系统的特性与功能,可以用于光伏发电系统的仿真研究。     

光伏电池建模分析及关键因素研究

在传统光伏电池数学模型的基础上,通过合理简化模型,建立了一个结构简单、准确度高的光伏电池模型。借助MATLAB/SIMULINK仿真平台进行建模仿真,模拟不同状态下光伏电池输出特性,通过仿真结果对比分析,验证了模型的工程实用性。对影响光伏电池模型特性的串并联电阻及二极管理想因子等关键因素进行详细对比分析,对光伏电池工程建模仿真有一定的指导意义。     

局部阴影条件下光伏阵列建模方法研究

由于局部遮挡的影响,光伏阵列I-V特性曲线呈多阶梯状,并且其P-V特性曲线包含多峰值,因此,常规光伏阵列模型已经不适用。以光伏电池工程模型为基础,建立了适用于局部阴影条件的光伏阵列模型。利用该模型,对光伏阵列输出特性进行简要分析,结果表明:局部阴影对光伏阵列输出特性的影响因光照强度,温度,阴影数量和阴影分布情况的不同而有所差异。     

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。     

光伏电池工程仿真模型在污垢评估中的应用

针对光伏组件表面污垢评估困难,提出一种基于光伏电池工程仿真模型的污垢评估方法。建立光伏电池等效电路,根据现场实际工况对模型进行修正,以适应不同太阳辐射和不同温度的变化;搭建光伏电池板的工程仿真模型,仿真分析不同条件下光伏电池的外特性,仿真结果与实际生产运行数据误差在5%以内,从而验证了模型的准确性;最后,基于工程仿真模型,设计了一种灰尘、污垢等对光伏电池影响的评估方案,该方案在工程中得以应用。     

光伏电池的建模与光伏发电系统的仿真

利用光伏电池的数学模型,使用修正参数得到不同环境下的性能参数,在MATLAB/Simulink环境中搭建光伏电池仿真模型,并对不同光照强度和不同环境温度下的光伏电池输出特性进行分析比较。基于电导增量法与升压斩波电路,对任意给定的不同光照强度和不同环境温度下的光伏发电系统进行仿真分析。仿真结果表明,该模型可实现光伏发电系统的最大输出功率跟踪,验证了该模型可满足光伏发电系统的仿真需要。