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。     

太阳电池稳态双通道I-V特性测试方法研究

通过分析太阳电池I-V特性的实验室测试方法,研究一种适用于稳态光源下的双通道I-V特性测试方法,在原有单通道四线制测试方法的基础上增加另一个通道,用于参考电池的同步测试,在太阳电池进行I-V测试后,通过逐点修正的方法对测试数据进行处理,得出更为准确的I-V曲线。该方法可以有效减少稳态光源的不稳定性对测试造成的影响,提高测试系统的准确度和重复性。     

IEC标准体系下不同光伏器件I-V特性曲线测试对比分析

基于国际电工委员会(IEC)标准,文章对比分析了常规光伏组件、双面光伏组件以及光伏阵列三种不同光伏器件I-V特性曲线的测试要求,描述了三种光伏器件测试程序,总结得出双面光伏组件以及光伏阵列与常规光伏组件相比存在的异同,为今后不同光伏器件I-V特性曲线的测试提供了参考。     

非平面碲硒镉薄膜太阳电池组件制备研究

随着光伏技术日益进步,其应用场景愈加细分,一些场景需要使用非平面光伏电池组件以兼顾其功能性与美观需求。基于顶衬碲硒镉薄膜太阳电池结构特点,利用玻璃热弯技术,在常压环境且充保护气体的管式炉中直接对顶衬碲硒镉薄膜太阳电池小面板进行热弯,制备了非平面顶衬碲硒镉薄膜太阳电池小组件,使用I-V测试仪对其热弯前后I-V特性进行了研究。结果表明,热弯温度为610℃时,小组件的V_OC、J_SC、FF和效率与热弯前相比未见明显衰减,热弯温度为630℃时,小组件仍能保持约10%的光电转化效率。该研究证明,当应用场景需要非平面光伏电池时,通过直接热弯顶衬碲硒镉薄膜太阳电池面板制备非平面碲硒镉太阳电池组件是可行的,这为非平面碲硒镉太阳电池组件产业化提供了一种制备方法。     

基于TMS320F28335的太阳电池模拟器的设计和研究

提出了一种基于DSP控制器TMS320F28335和双传感器采集技术的太阳电池模拟器的设计方法。采用电流控制技术,利用DSP控制器输出不同占空比的PWM来控制半桥变换电路,调节模拟器的输出电流,使模拟器的工作点逐渐逼近太阳电池I-V特性的工作点,通过Matlab仿真得出模拟器输出I-V关系曲线能够反应真实的太阳电池的特性。表明本系统可以用来代替真实的太阳电池,用于太阳电池的开发和光伏系统的研究中。     

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。     

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。     

自然光条件下光伏组件模型改进研究

为了使太阳电池的二极管模型更好地适用于户外自然光条件,结合实测参数,改进已有的温度模型和照度模型,给出了一种利用短路电流ISC、开路电压VOC、最大功率点电压Vmpp、最大功率点电流Impp确立模型参数、光照强度和组件温度,确定I-V输出的光伏输出预测模型。采集了屋顶光伏系统的环境参数(照度G-温度T)和电气参数(输出I-V曲线)作为实测参考。在给定光照-温度(G-T)情况下,计算现有模型和改进模型的ISC、VOC输出预测值,与实测参考值进行比较,发现改进模型的预测值更接近于实测值。采用Matlab-Simulink进行模拟,可以得到任意照度和温度下的I-V曲线,通过模拟曲线与真实测量曲线进行对比,发现有较好的吻合度。因此改进模型能够在给定光照和温度数据下,更准确地预测光伏组件输出。     

一种基于卷积神经网络和长短期记忆网络的光伏系统故障辨识方法

随着光伏发电装机容量的不断上升,如何及时检测并解决光伏组件故障和异常,减少组件能量损失,提高光伏系统的发电效率成为一项重要任务.本文通过研究光伏阵列处于不同故障状态下的I-V曲线之间的特征差异性,直接以I-V曲线作为故障诊断的输入量,提出一种融合卷积神经网络(CNN)与长短期记忆(LSTM)网络的光伏系统故障辨识方法....     

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...     

逐点差值比较法在太阳能模拟器中的应用

本文以提高太阳能的应用程度为目的,在太阳能电池阵数学模型的基础上,对逐点差值比较的达代算法进行了研究,根据太阳能电池模拟器的设计要求,对各种不同的比例系数所对应的I-V特性曲线进行分析,最终确立比较适合于太阳能模拟器的方案.即将达代步长确定为0.1,工作点电压收敛于56.4.     

影响太阳模拟器测试精度的主要因素

在太阳模拟器使用中参数设置不当或模拟器精度低都会影响测试结果的准确性,得到的组件输出伏安特性曲线往往不能准确反应组件在标准条件下的实际输出特性,影响了组件的测试结果。本文总结了影响太阳模拟器测试的主要因素有太阳模拟器的温度系数值、太阳模拟器的光强值、标准组件的标定值、太阳模拟器的级别等,针对这些主要因素,找到提高测试精度的对策。文章在分析温度系数设置值对测试精度影响的实验中,重点介绍了太阳模拟器温度系数值的设置不当且测试温度偏离25℃时,太阳模拟器测试结果误差变大的问题。研究测试得出了温度系数正确的设定值,使模拟器在15℃～35℃范围内的测试结果误差小于1%。     

光伏组件热斑电池片功率损耗的简化算法研究

热斑故障是光伏组件各类故障中最常见的一种。热斑电池发热越大,热斑故障越严重,对光伏系统的危害越大。针对常见晶硅光伏组件结构,剖析了光伏组件因热斑故障所引起的发热机理,结合单二极管等效电路模型提出一种简化的热斑电池片功率损耗计算方法;分析了光伏组件的不同工作状态,并结合组件的I-V曲线给出了各种工作状态下简化功率损耗算法中的关键参数确定方法。通过对光伏组件热斑电池片实验测试温度和热仿真温度对比,验证了所提简化功率损耗计算方法的准确性。     

Real-Time Investigation of Conduction Mechanism With Bias Stress in Silica-Based Intermetal Dielectrics

The real-time conduction mechanism during bias stress of three silica-based intermetal dielectrics in Cu damascene structures was investigated. High-frequency capacitance and I-V measurements were intermittently inserted into the process of bias stress to monitor the conduction mechanism change with time. All experiments show that the capacitance is constant, and the I-V curve slope decreases with bias stress and converges to half of the initial value. Based on an extended Frenkel-Poole model with compensation effects, we propose that the changes of the acceptor/donor densities in the dielectrics result in the apparent I-V curve slope evolution, but the dominant conduction mechanism is always bulk controlled.     

高温超导电缆交直流伏安特性测试与分析

为了研究高温超导电缆在直流和交流载流情况下伏安特性的变化规律,提出基于第二代YBCO高温超导体的冷绝缘超导电缆交直流伏安特性测试方法,搭建了伏安特性测试实验系统,通过对一根0.2m长,110k V/1.5k A高温超导电缆样缆的交直流伏安特性进行测试,获得了超导电缆在直流、30Hz、100Hz和工频载流下伏安特性变化规律。结果表明,超导电缆的直流伏安特性曲线呈现E-J指数关系,且失超变化清楚,而交流下当超导电缆通流值低于直流临界值时,交流伏安特性曲线变化平缓,之后随通流能力增加后该曲线呈逐渐上升趋势,超导电缆没有出现明确的失超变化点。研究结果对于开展超导电缆运行稳定性研究提供了较大的参考价值。     

具有TMPPT功能的太阳能光伏充电系统研究

针对太阳能电池组件输出特性曲线的非线性特点以及传统的直接与蓄电池并联充电方式的缺点,本文进行了太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制研究,并提出了采用变步长电压扰动观察的跟踪控制策略.由于充电系统中的蓄电池组为易损设备,因此,本文结合蓄电池的充放电特性曲线以及太阳能电源的输出特性,对蓄电池组进行了优化管理研究.在此基础上,设计了基于单片机JK3和脉宽调制芯片TL494的太阳能光伏充电系统,采用电压电流双闭环控制,有效改善了系统的跟踪效果.最后,在太阳能电池阵列模拟器上进行了太阳能电池组件的最大功率点跟踪的实验验证.实验结果证明上述控制策略具有良好的跟踪效果,有效提高了系统充电效率.     

）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。     

基于可变电子负载的光伏阵列特性测试技术

针对光伏阵列的现场I-V特性曲线测试,提出了一种基于非线性可变电子负载的简易测试方法,该方法利用MOSFET的压阻控制特性作为非线性可变电阻负载,结合高速AID采样和数据处理,实现对光伏阵列的I-V特性测试.较常规的电容动态充电I-V特性曲线测试方法,该方法具有体积小、成本低、精度高、测试过程可控等特点.详细介绍了该系...