一种通用性强的晶体硅光伏组件多参数动态模型

为得到光伏组件动态工作状态,以光伏组件单二极管物理模型为基础,首先结合参数与光强、温度间关系联合Pade逼近算法提出一种动态修正方法;其次为解决光伏组件物理模型中I-V特性方程为电压-电流隐式形式而无法直接使用的问题,综合Lambert(W)函数提出一种显式化算法,将电流表示成电压的显式形式;最后运用Matlab软件对模型进行仿真,结合实测数据进行模型验证,验证模型通用性,对比现有高精度模型进行误差分析,分析模型精度。     

局部阴影下光伏组件的Matlab/Simulink仿真模拟与特性分析

针对局部阴影遮挡条件对光伏组件输出特性的影响进行仿真分析。建立改进的双二极管太阳电池数学模型,模型中二极管D2的反向饱和电流I02采用电池材料自身性能参数进行计算,模型除二极管的理想因子n1、n2是经验值,无需估计任何值。仿真模型以建立的双二极管太阳电池数学模型为基础,通过Matlab/Simulink对双二极管太阳电池进行建模。以双二极管太阳电池模型为基础,建立适用于局部阴影下光伏组件的电气模型,从而避免构建光伏组件过程中繁杂的数学建模工作。利用该模型对不同局部阴影条件下的太阳电池和光伏组件进行仿真模拟,并对仿真数据进行对比分析。分析结果表明,局部阴影的数量和分布均匀性不同,对光伏组件输出特性的影响也有所不同。     

太阳电池直流模型的计算机仿真

太阳电池特性由材料、设计和工艺决定，太阳电池直流模型则可描述其电特性。现有的测试方法不能直接测出模型参数，但容易获得太阳电池片实测Ｉ—Ｖ数据，采用最小二乘法拟合出模型参数，就可以建立模型参数与制造工艺的直观联系。本文对提高模型拟合的速度及精度的实现方法进行讨论，在计算机上实现快速拟合。     

烟花算法在太阳电池双二极管模型参数辨识的应用

为解决太阳电池双二极管模型中参数辨识准确度低的问题,基于烟花算法提出一种新型的参数辨识方法。该方法模拟烟花的爆炸过程,在条件范围内进行局部寻优,选取一定数量的最优火花进行下一轮迭代,火花将逐渐搜索整个解空间直到找到满足条件的最优解。测试双晶硅太阳电池KC200GT,采用烟花算法获取参数的平均绝对误差为0.0152,遗传算法和粒子群算法的平均绝对误差分别为0.3548、0.2374。实验结果表明:提出的基于烟花算法的太阳电池参数辨识精度明显优于遗传算法及粒子群算法,可为太阳电池的参数辨识提供一种新方法。     

太阳电池的双指数简化模型

以太阳电池的双指数理论模型为研究对象,通过数值模拟的方法,建立太阳电池的简化模型,并利用太阳电池的实验数据进行了模拟分析.研究结果表明:以简化模型为基础,仅利用生产厂家为用户提供的产品在标准测试条件(STC)下测出的I∝、V∝、Im、Vm作为参数,能以较高的精度计算出太阳电池的,I-V特性,为太阳电池数学模型的工程应用提供了可能.     

TDB－100硅太阳电池仿真及P－V特性研究

采用多项式数学模型对ＴＤＢ－１００硅太阳电池实测Ｉ－Ｖ数据进行拟合，可得到电池的实验模型，该模类具有很高的精度。运用这个模型对Ｐ－Ｖ特性进行分析，并根据电池的光照及温度特性，将该模型进行扩展，得到了电池的预计模型。     

用解析模型拟合太阳电池I－V特性的实验数据

采用单指数和双指数形式太阳电池理论模型对太阳电池的Ｉ－Ｖ特性的实验数据进行拟合，其最大相对误差为０．６５％—０．２３％，均方根差为２．５ｍＡ—６．３ｍＡ。获得了重要待定参数的拟合值，拟合精度接近多项式模型的结果。     

陈述式太阳电池模型及参量数值标定

鉴于太阳电池过程式模型在重用性、层次性及参数化等方面的不足,采用面向对象的陈述式建模方法,基于面向对象的物理建模语言Modelica,在建模仿真平台MWorks上建立易于修改、重用和扩充的太阳电池等效电路模型,该模型与等效电路保持拓扑结构上的一致。为提高太阳电池模型的I-V曲线计算的准确度,提出采用数值法对模型参数进行标定,与以往分析法结果对比表明,该方法能更好地保证整个端电压范围太阳电池模型的特性曲线与实验数据保持很好的吻合度,测例的平均相对误差为1.67%。     

计及表面纹理结构的晶硅太阳电池温度预测模型

根据现代太阳电池工艺,提出一种计及太阳电池表面晶硅纹理结构的光热特性耦合温度预测模型。首先,根据面板几何位置和时间信息对入射光进行等效折算,通过离散坐标辐射传输模型得到波长分布;然后,以光路概率分布计算汇总硅结构反射路径,得到波长对应光学系数;最后,通过能量平衡数值求解得到太阳电池预测温度变化。通过仿真验证和实验数据对比,该模型的预测精度较平面近似温度模型预测精度更高,可用于短时或中长时的太阳电池温度变化预测。     

太阳电池组件的仿真方法

对比分析了不同太阳电池组件模型,并进行了仿真试验。针对太阳电池组件电子模型实用性差和硅太阳电池工程用数学模型精度不高的问题,建立了工程用改进模型。该工程用改进模型保留了已有两个模型的优点,克服了其精度低的缺点。通过仿真试验证明,工程用改进模型具有使用方便、灵活、精度高和通用性强的特点。     

基于IEHO算法的太阳电池模型参数辨识

针对传统太阳电池模型参数辨识方法存在精度低、收敛速度慢、易陷入局部最优等不足,提出基于改进象群游牧优化(IEHO)算法的太阳电池模型参数辨识方法。引入混沌初始化,改善初始种群质量,增强种群的遍历性;增加快速移动算子,使算法的收敛速度和全局搜索能力有较大提升;引入精英策略,用最优个体替代最差个体,加快算法寻优速度,缩短寻优时间。应用于太阳电池模型的参数辨识中,IEHO算法比其他算法得到的辨识结果更快更好。对不同光照条件下的太阳电池模型进行参数辨识,辨识结果与实测数据拟合度很高,表明IEHO算法能在不同环境下准确有效地进行太阳电池模型的参数辨识。     

工程用太阳电池模型及参数确定法

基于太阳电池五参数模型,采用太阳电池单体或太阳电池组件工程测试数据,推导出太阳电池单体和太阳电池组件的工程用太阳电池模型及参数确定法。仿真实验证明,该模型具有通用性强、计算灵活的特点,能够体现太阳电池组件的差异性,提高仿真精度。     

用解析模型拟合太阳电池I—V特性的实验数据

采用单指数和双指数形式太阳电池理论模型对太阳能电池的Ｉ－Ｖ特的实验数据进行拟合，其最大相对误差为０．６５－０．２３％，均方根差为２．５ｍＡ－６．３ｍＡ。获得了重要特定参数的拟合值，拟合精度接近多项式模型的结果。     

蒸发冷却式冷水机组能耗模型实验研究

针对蒸发冷却式冷水机组能耗模型进行实验研究。比较蒸发冷却式冷水机组与普通冷水机组在工作原理存在的异同并分析室外气象参数对系统能耗影响的基础上,用冷凝器侧进口空气的焓值影响替代普通冷水机组能耗模型中的冷却水进口温度影响,建立了蒸发冷却式冷水机组的能耗模型,并利用实测数据进行了参数估计与误差检验,结果显示改进模型的验证误差在8%以内,在精度上比现有模型有了较大的提升。     

硅太阳电池模型参数计算优化方法

在进行光伏发电系统的数字仿真、输出功率预测、运行调度和优化设计时,均需对太阳电池及阵列的电气特性进行精确建模。以硅太阳电池单二极管等效电路模型为基础,运用粒子群算法,提出一种计算模型五参数(Iph、Isat、Rs、Rsh、A)的优化方法,并分析了辐照强度和温度变化对模型参数的影响。该方法仅使用太阳电池生产厂商提供的在标准测试状况下的4个电气参数(Voc、Isc、Vm、Im),便可计算一般工况下的I-V特性曲线。在Matlab中建立仿真模型,仿真与实验结果表明新模型对于I-V曲线的预测误差一般在2%以内。     

TDB—100硅太阳电池仿真及P—V特性研究

采用多项式数学模型对ＴＤＢ－１００硅太阳电池实测Ｉ－Ｖ数据进行拟合，可得到电池的实验模型，该模类具有很高的精度。运用这个模型对Ｐ－Ｖ特性进行分析，并根据电池的光照及温度特性，将该模型进行扩展，得到了电池的预计模型。     

基于Lambert W函数的太阳电池组件参数提取及优化

为解决太阳电池组件模型精度和参数获取之间的矛盾,提出一种基于Lambert W函数的太阳电池组件参数确定及优化算法。利用Lambert W函数推导出太阳电池组件各参量的解析式,并结合太阳电池组件电压功率模型的最大功率点优化算法提高参量精度。实验表明,该方法不仅可精确获取太阳电池组件各参数值,且可使最大功率点的精度提高到1%以内。     

太阳辐射直散分离模型的改进及应用

获取太阳散射辐射是太阳能资源评估和并网光伏系统设计的必备条件,鉴于近年来地表太阳辐射特征发生了显著变化,先前的太阳辐射直散分离模型已无法真实反映太阳辐射的变化规律,提出一种散射比（Hd/H）的估算方法。以北京市、上海市和武汉市为例,先根据三地10年实测辐射数据对Erbs模型进行本地化修正,再引入日照百分率（n/N）建立了拟合效果较好的Hd/H回归方程,然后用三地2011年逐月太阳辐射和日照时数等实测数据校验模型的准确性,对4种直散分离模型进行了误差分析。结果表明,采用双变量模型估算精度更高,大部分月份的相对误差均在10％以下。新建模型符合当地实际的辐射特征,对光伏系统的设计具有指导和借鉴参考意义。     

基于实测数据的风电场稳态等值建模研究

针对大型风电场仿真模型复杂,计算量大的特点,提出一种利用实测数据建立大型风电场稳态等值模型的新方法。通过粒子滤波算法对原始风速数据进行预处理,消除噪声干扰对真实数据的影响;考虑到风电场内风机的风况差异问题,采用K-均值聚类算法提取反映风电机组风况差异的特征风速,以简化建模过程;选择特征风速和实测风电功率为输入、输出信号,应用BP神经网络拟合风电场稳态等值模型。该模型考虑了风电场地形地貌、机组分布因素,利用实测数据对模型进行泛化能力分析和精度验证,仿真结果表明,该方法具有一定的准确性与合理性。     

预测直喷式柴油机燃烧率经验公式的研究

４区现象学燃烧模型可由实测示功图预测直喷式柴油机的燃烧率及ＮＯｘ排放并具有较高的精度。为使该种模型适用于热力过程的优化模拟，本文由多种燃烧系统及工况的匹配实验数据推导出了预测直喷式柴油机燃烧率的经验公式。应用该式分别以不同韦全函数对预混合及扩散燃烧阶段进行了计算。研究结果表明，预测结果与实测结果是相当吻合的。