计及旁路二极管效应的太阳能模组性能评估

为避免功率失配损失,太阳能模组一般都配置旁路二极管,提供一个能量散逸的途径。基于这种配置提出一种新的太阳能模组性能评估算法。依据实际旁路区段配置建立网络方程,通过牛顿–拉夫逊非线性迭代方法实现拓扑求解,继而获得模组的整体性能。在用制造商标准测试数据验证了该评估算法的有效性后,进一步考察各种阴影场景下的模组整体性能,并给出全局最大功率点(maximal power point,MPP)位置随辐射强度变化时的定性结论。理论分析和仿真结果表明,由于多辐射强度导致功率多峰值的存在,常规最大功率点跟踪(maximal power point track,MPPT)算法可能会因为只能检测到MPPT伪极大值点而失效;而且,旁路二极管的合理配置对太阳能模组性能有很大影响。     

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。     

基于数字网系方法的概率最优潮流计算

风电场和光伏电站的大规模接入使得在进行电力系统最优潮流计算时需要考虑风电场和光伏电站出力的随机性。传统的蒙特卡洛法耗时长、占用内存大,文中提出一种利用数字网系(DN)的采样值具有等分布这一特性来改善输入随机变量分布空间覆盖程度的方法,并将该方法用于含风电场和光伏电站的电力系统概率最优潮流计算中。以IEEE 30节点系统对所提方法的准确性与有效性进行了验证,仿真结果表明:DN方法可以较好地估计输出随机变量的概率分布,能有效地处理电力市场中的不确定性问题。将该方法用于IEEE 300节点系统,研究了系统接入不同容量光伏电站对节点电价的影响。同时,还将风电场和光伏混合系统与单独风电场系统进行对比,得到前者的节点电价、网损和支路功率波动更小的结论。     

光伏窗太阳能发电量的数值分析

利用实验数据验证了内嵌于建筑能量与环境综合模拟软件ESP-r的光伏窗太阳能发电的数学模型,利用验证过的数学模型,以办公建筑为研究对象,将中国几个不同纬度、不同太阳辐射强度的城市气候数据作为气候文件,对不同朝向光伏外窗的太阳能发电进行了数值模拟,得到了太阳能发电量与光伏窗朝向、季节、建筑所处纬度之间的关系.     

New soft-switching current source converter for photovoltaic power system

This paper proposes a soft-switching CSI for a photovoltaic power system which has an H-type switched-capacitor module composed of two semiconductor switches, two diodes and an L-C resonant circuit. The operation of the proposed system was analyzed using a theoretical approach with equivalent circuits and verified by computer simulations using a simulation program with integrated circuit emphasis and experimental work with a hardware prototype. The proposed system could be effectively applied to the power converter of a photovoltaic power system interconnected with an a.c. power system.     

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。     

典型并网光伏电站的等值建模研究及应用

在不同扰动情况下,光伏发电系统的暂态控制策略不同,即使对于同一故障扰动,由于光伏电站存在多种类型逆变器,其控制参数也不尽相同。为明确大规模光伏电站暂态特性,同时避免对每种逆变器都建立详细模型,需要建立扰动情况下的光伏电站等值模型。采用倍乘方法建立了光伏方阵群的等值模型以及光伏逆变器群的等值模型,通过采用青海省海西地区的并网光伏发电站的实测数据进行的仿真验证及误差分析,由仿真结果可知,所提出的光伏逆变器群的等值建模方法和数学模型是有效的。     

基于模糊控制-扰动观察法的光伏MPPT跟踪技术

本文提出了基于模糊控制-扰动观察法的光伏MPPT跟踪技术。通过分析光伏电池的工作特性,建立光伏电池输出功率的数学模型,进一步建立了模糊控制-扰动观察法的实施步骤,并搭建了Matlab/Simulink仿真模型,对扰动观察法的光伏MPPT跟踪技术与提出的跟踪技术进行了仿真,并对两种跟踪技术仿真数据进行了对比。仿真表明,所提的方法功率波动范围小,跟踪精度高,能以很快的速度达到最大功率点等优点。     

基于暂态响应轨迹的光伏逆变器参数辨识方法

为了获取更精准的光伏逆变器暂态模型参数,保障光伏发电联网运行仿真分析结果的准确性,提出一种基于暂态响应轨迹近似的参数辨识方法。首先构建了光伏发电的机电暂态模型,确定光伏逆变器的待辨识参数;其次,建立了PSASP与Matlab联合仿真平台,基于粒子群算法的寻优原理,辨识光伏逆变器控制参数。最后,基于三机九节点仿真算例,验证该辨识方法的有效性和准确性。     

含大规模风光电源电力系统随机生产模拟

从电源规划的角度,利用随机生产模拟对新能源接入系统发电成本进行评估。根据风电与光伏电源的自身电源特性及其与电网的相互关系,提出风电与光伏电源参与随机生产模拟的原则。根据所提原则对应提出风功率损失期望及弃风比率2个评价指标。并利用IEEE-RTS测试系统验证了所提原则及方法的有效性与可行性。     

基于聚类技术的光伏并网影响量化研究

大型光伏系统并网对电网性能的影响分析是安装大型光伏系统前的一项重要工作。可以采用基于时间模拟的方法进行影响量化分析,其优点是能够提供有关光伏系统发电量波动的信息,缺点是需要进行大量的分析和模拟,尤其是在采用以1 h为采样间隔的长历史数据时,不适用于影响研究,因此提出了一种有效利用数据的新方法。该方法利用聚类技术将具有相似特征的光伏功率输出段进行分组,每组选择1个有代表性的输出段,用以分析和模拟。该代表性的输出段可提供关于组内其他输出段的预期性能信息。最后,通过大型光伏系统的选址定容,验证了该方法的有效性和实用性。     

A new simple analytical method for calculating the optimum inverter size in grid-connected PV plants

A new simple analytical method for the calculation of the optimum inverter size in grid-connected PV plants in any location is presented. The derived analytical expressions contain only four unknown parameters, three of which are related to the inverter and one is related to the location and to the nominal power of the PV plant. All four parameters can be easily estimated from data provided by the inverter manufacturer and from freely available climate data. Additionally, analytical expressions for the calculation of the annual energy injected into the ac grid for a given PV plant with given inverter, are also provided. Moreover, an expression for the effective annual efficiency of an inverter is given. The analytical method presented here can be a valuable tool to design engineers for comparing different inverters without having to perform multiple simulations, as is the present situation. The validity of the proposed analytical model was tested through comparison with results obtained by detailed simulations and with measured data.     

新型模块化光伏电池及MPPT控制器的研究

针对光伏电池通用仿真模型复杂、难懂等问题,基于Matlab/simulink提出一种对光伏电池中几个重要参数进行模块化处理的新型仿真模型,该模型简单、明了且可以清晰的得到不同温度和光照强度对光伏电池参数的影响。并结合新型的MPPT跟踪方法,通过判断dU×dP的符号,系统在外界环境变化时,只需经过2个判断即可准确得到系统工作位置,快速跟踪到最大功率点。最后在Matlab/simulink环境下仿真验证本模型不仅可以准确还原光伏电池的I-U特性曲线,通过与新型跟踪方法结合,明显缩短了系统的跟踪时间,减弱了系统在最大功率点的振荡现象。     

微电网建模及并网控制仿真

针对现有仿真工具难以准确仿真微电网及含微电网配电网的现状,研究了微电网的建模技术。基于Digsilent仿真平台建立了适用于潮流分析、动态仿真的光伏发电系统模型,包括光伏电池组件的I-U特性模型、光伏逆变器控制模型和电池储能系统模型。在验证模型准确性的基础上,使用电力系统分析软件Digsilent对微电网并网运行控制的恒功率输入/输出控制、变功率输入/输出控制和最优功率控制三种模式进行仿真。在光伏输出变化和负载变化的情况下,对馈线有功功率控制的仿真结果表明,所建的微电网模型可准确模拟微电网并网控制模式,可用于实际微电网系统的并网运行分析。     

含有光伏系统的配电网可靠性评估

序贯蒙特卡罗模拟法能够模拟系统的各种运行状态,特别适合应用于含间歇性分布式电源的电力系统可靠性评估当中。通过建立光伏电源的可靠性概率模型,结合负荷和其他元件的概率模型,采用序贯蒙特卡罗模拟法,计算了考虑间歇性的光伏系统接入后配电系统的可靠性指标。针对实际系统的计算结果表明,光伏发电系统合理接入配电网,可以提高配电网的可靠性水平。     

考虑天气类型和相似日的IWPA-LSSVM光伏发电功率预测

为了提高光伏发电功率预测精度,根据不同天气类型下光伏输出功率特点,确定光伏发电功率预测模型的输入量。针对狼群算法（wolf pack algorithm,WPA）缺陷,对狼群游走位置和奔袭步长进行改进,得到改进狼群算法（improved wolf pack algorithm,IWPA）,并通过IWPA对最小二乘支持向量机（least squares support vector machine,lSSVM）进行优化,建立了考虑天气类型和相似日的IWPA-LSSVM光伏发电功率预测模型。采用不同天气类型下的光伏发电功率数据进行仿真,结果表明：无论是晴天、多云还是阴雨天气,所提方法预测精度更高,回归拟合时的误差波动更小。     

基于光伏逆变最大功率约束下垂控制策略研究

光伏逆变系统是基于传统下垂控制方法来实现有功功率的平均分配,但这会造成光伏单元最大功率制约及浪费。因此,为了提升光伏单元输出能量的最优利用率,提出了一种光伏逆变器改进型下垂控制策略。该策略基于变步长的扰动观察法进行光伏电板最大功率的跟踪控制,其最大输出功率约束将生成下垂有功功率补偿量,将其叠加到传统下垂控制有功功率对应频率参考值的修正,且保持无功功率对应的电压幅值不变,从而实现并联系统中光伏单元的最大功率输出。通过PSIM电力电子仿真软件对光伏逆变最大功率约束下垂控制策略进行仿真验证。结果表明,变步长的扰动观察法及改进型下垂控制策略在实际应用中的有效性及可行性。     

太阳能光伏系统中基于自适应控制的最大功率点跟踪方法研究

为了提高光伏发电系统的整体效率,寻求光伏电池的最优工作状态,提出一种基于自适应控制的光伏电池最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)方法。该方法基于传统的干扰观察法原理,并根据系统工作点的不同而不断调整扰动幅度的大小,以最大限度地接近最大功率点。仿真结果表明,基于自适应控制的MPPT方法能够稳定、高效地跟踪光伏阵列最大功率点;在日照强度、环境温度等系统参数扰动的情况下,能快速寻找新的工作点,保持系统稳定,表现出很好的动态特性。     

光伏电池工程用数学模型及其模型的应用研究

以光伏电池输出特性为基础,给出了光伏工程实用数学模型,利用Matlab建立了光伏电池仿真模型,分析了在不同的太阳辐射强度、环境温度下的输出特性,此外,利用改进扰动观察法建立了最大功率跟踪模型(MPPT),并与Buck-Boost电路结合使用,通过PWM来获得控制信号以此来改变光伏电池的输出电压,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点的跟踪,为整个光伏及微网系统进一步研究提供参考价值。