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。     

局部阴影条件下光伏阵列数学模型研究

局部阴影条件下,光伏阵列的I-U特性呈现阶梯状、P-U特性存在多峰值以及输出曲线特性较复杂,为阴影条件下光伏阵列输出特性的建模带来较大难度。工程用数学模型和运动学平抛模型,难以适应多变的阴影条件,且计算量大,建模过程困难。在此基础上提出了电流排序运动学平抛模型。经过建模、仿真、分析和对比,证明使用该模型建模不仅输出结果误差能够维持在一定的范围内,而且在建模过程中能够大大减少计算量;适用于阴影条件下光伏阵列输出特性的快速建模。     

局部阴影条件下光伏阵列建模及输出特性研究

针对在局部阴影条件下光伏阵列的电气输出特性具有时变不确定性、强非线性和多个局部功率峰值点等特点,综述了目前在国内外研究领域的建模理论依据及模型对应的输出特性研究,并总结分析了各自的优缺点。最后对光伏阵列在局部阴影条件下动态组态模型的研究、提高输出功率多峰值跟踪精度在将来的实现作了探讨。     

局部光照条件下光伏阵列优化设计

由于光伏发电系统所处环境的复杂化,无法保证光伏阵列不被遮挡而产生局部光照。局部光照导致光伏阵列输出功率下降、组串功率特性复杂化及常规最大功率追踪效果不佳。提出了优化光伏阵列结构的方法,使各组串输出功率最大,提高阵列输出功率。分析了优化光伏阵列结构的方法和模糊自适应控制方法,仿真结果表明:优化光伏阵列结构,使光伏阵列各组串输出功率最大,提高了光伏阵列的输出功率。该方法为光伏发电系统工程设计提供了借鉴。     

基于支持向量机的局部阴影条件下光伏阵列建模

由于周围高大建筑物、树木等的遮挡,光伏阵列经常处在局部阴影中.而光伏阵列是光伏发电系统的关键部分,其电气特性容易受到光伏电池温度、太阳光辐射强度和负载阻抗等因素的影响.为了能够获得光伏阵列最大输出功率,建立其电气特性模型尤为重要.本文首先基于光伏阵列的工作原理,提出了一种快速建立局部阴影下光伏阵列数学模型的方法.然后,...     

局部阴影下光伏阵列非机理建模

现有的阴影条件下的光伏阵列机理模型多为分段函数形式,较为复杂。提出采用傅里叶函数并使用曲线拟合的方法对阴影条件下光伏阵列进行非机理建模。改进了局部阴影条件下的光伏阵列的机理模型,获取光伏阵列的输出数据并进行线性插值。选取不同阶数的傅里叶函数对单阴影和多阴影条件下的光伏阵列的输出进行曲线拟合。该非机理模型具有统一的数学表达式,不需要分段描述,能对不同功率等级、不同精度要求的光伏阵列进行建模,简化了模型。     

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。     

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。     

局部阴影遮挡影响光伏系统性能实验研究

研究了局部阴影遮挡对光伏组件和光伏发电系统输出性能的影响,对光伏组件在不同比例局部阴影遮挡,以及光伏系统在10%的阴影遮挡下的输出特性进行了实验研究。结果表明:光伏系统中的任意一块光伏组件的遮挡都会使整个系统的输出功率衰减;当光伏组件有超过10%部分被遮挡时,光伏系统的输出功率损失达85%以上,输出功率损失随着遮挡面积增大而增大;集中遮挡造成的功率损失大于分散遮挡,遮挡越分散对光伏系统造成的功率衰减越小。     

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。     

阴影条件下基于集体智慧的光伏系统最大功率跟踪

光伏阵列通常受局部阴影的影响,导致系统输出功率较低。这主要归咎于光伏阵列的功率-电压特性曲线在阴影条件下具有多个功率峰值,而常规最大功率跟踪算法易陷入局部最优。设计了一种新颖的MPPT算法,即基于动态领导的集体智慧。与传统启发式算法不同,该算法由多个子优化器组成,每个优化器同时进行全局寻优,并选择适应度函数最小(最优解)的子优化器作为其他子优化器的领导者进行后续引导。三种算例(恒定气候条件、时变气候条件和大型光伏电站)下的Matlab/Simulink仿真结果显示,所提算法与导纳增量控制法和其余五种经典的启发式算法相比,DLCI能在PSC下实现最快速与稳定的全局最大功率跟踪。最后,基于dSpace的硬件在环实验验证了所提算法的硬件实施可行性。     

Optimal PV array reconfiguration under partial shading condition through dynamic leader based collective intelligence

This paper applies the innovative idea of DLCI to PV array reconfguration under various PSCs to capture the maxi-mum output power of a PV generation system. DLCI is a hybrid algorithm that integrates multiple meta-heuristic algo-rithms. Through the competition and cooperation of the search mechanisms of diferent metaheuristic algorithms, the local exploration and global development of the algorithm can be efectively improved to avoid power mismatch of the PV system caused by the algorithm falling into a local optimum. A series of discrete operations are performed on DLCI to solve the discrete optimization problem of PV array reconfguration. Two structures (DLCI-I and DLCI-II) are designed to verify the efect of increasing the number of sub-optimizers on the optimized performance of DLCI by simulation based on 10 cases of PSCs. The simulation shows that the increase of the number of sub-optimizers only gives a relatively small improvement on the DLCI optimization performance. DLCI has a signifcant efect on the reduction in the number of power peaks caused by PSC. The PV array-based reconstruction system of DLCI-II is reduced by 4.05%, 1.88%, 1.68%, 0.99% and 3.39%, when compared to the secondary optimization algorithms.     

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...     

一种户外光伏组件测试平台研制

在传统工作模式电子负载的基础上提出的一种户外光伏组件测试平台,以自动切换工作模式的可编程电子负载为核心,实现了对光伏组件Ⅳ特性曲线更加精确而完整地测量.它可根据用户设定,使光伏组件在户外环境下,长期保持设定工作状态,并实时监测其输出特性.大量存储的Ⅳ特性曲线及环境参数数据,有助于分析光伏组件户外实际工作性能.光伏系统设计人员通过对比不同类型组件户外特性,针对特定工作环境选择适合的组件.平台同时也为光伏组件生产商提供了评估产品的可靠依据.     

Maximum power point tracking of PVsystem under partial shading conditionsthrough flower pollination algorithm

For maximum utilization of solar energy, photovoltaic (PV) power systems should be operated at the maximum power point (MPP) which can be achieved using maximum power point tracking (MPPT) methods. However, the occurrence of multi-peak on P-V curve of a PV array due to the changing environmental conditions such as being partially shaded increases the complexity of the tracking process. The global MPP cannot always be achieved by the conventional MPPT methods. Therefore a novel MPPT method for PV systems using flower pollination (FP) algorithm is proposed in this paper and the Levy flight is used to improve the convergence of FP algorithm. MPPT model of the PV system is established in MATLAB to verify the effectiveness of the proposed method, and the proposed method is compared with two well established MPPT methods. The simulation results indicate that the proposed MPPT method can quickly track the changes in external environment and effectively handle the partially shaded condition.     

基于定位收缩法的局部阴影条件下光伏最大功率点跟踪

光伏最大功率点跟踪是提高光伏发电效率的重要手段。在局部阴影条件下,光伏阵列的特性曲线呈现多峰形状,常规的传统算法容易陷入局部最优。如何在局部阴影条件下找到全局最大功率点(global maximum power point, GMPP)至关重要。提出了一种定位收缩法(locate and shrink algorithm, LSA),采用收缩边界的思想使得边界逐渐收缩到GMPP。LSA第一阶段提出了一种峰的定位方法,通过自适应采样结合I-V特性曲线能够定位主要峰的占空比范围。定位法能够与其他单峰算法结合,具有较强的扩展性。第二阶段提出了一种基于三点准则的收缩法,能够在单峰范围内通过收缩边界快速找到峰值点,并且具有很强的环境适应性。将LSA与多个算法进行仿真和硬件实验对比,结果表明LSA在跟踪速度、跟踪精度和稳态振荡方面有着明显优势。