基于MATLAB的光伏电池通用数学模型

针对光伏电池输出特性具有强烈的非线性,根据太阳能电池的直流物理模型,利用MATLAB建立了太阳能光伏阵列通用的仿真模型.利用此模型,模拟任意环境、太阳辐射强度、电池板参数、电池板串并联方式下的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ特性.模型内部参数经过优化,较好地反应了电池实际特性.模型带有最大功率点跟踪功能,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点的跟踪.     

基于模型参考电导增量法的光伏电池MPPT控制

由于光伏电池输出电压的非线性特性,需要进行MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制,即最大功率点跟踪控制.通过建立光伏电池的数学模型,对光伏电池的输出特性进行了分析.分析了太阳能光伏阵列在不同外界环境的输出特性和几种传统的最大功率跟踪方法的优缺点,并且仿真验证了电导增量法的优点和缺点.在此基础上提出了一种基于模型参考的电导增量法.当光照强度和温度发生快速变化时,系统通过获得仿真模型在当前光照和温度的最大功率点电压,利用电导增量法在此电压附近寻找实际的最大功率点电压.仿真结果表明,和传统的电导增量法相比,该方案能够在外界环境发生变化时快速跟踪太阳能电池的最大功率点,有效提高了最大功率点的跟踪精度,具有良好的动态和稳态性能.     

硅太阳能电池串联电阻的一种估算新方法

硅太阳能电池等效串联电阻会影响其正向伏安特性和短路电流,而对开路电压没有影响,另外串联电阻的增大会使太阳能电池的填充因子和光电转换效率降低.研究计算太阳能电池串联电阻具有重要的实际意义.提出一种估算太阳能电池串联电阻的新方法,利用太阳能电池生产厂商提供的在标准测试条件下的四个技术参数(短路电流Isc,开路电压Voc,最大功率点电流Im和电压Vm)进行计算,同时通过引入相应补偿系数来考虑太阳光强和电池温度变化时对串联电阻的影响.理论估算结果与实验测量结果比较,两者误差在工程应用允许的精度6%以下.     

基于粒子群算法的最大功率点跟踪方法研究

利用Matlab语言建立了太阳能电池的计算仿真模型,分析了太阳能电池在温度、光强不同时输出最大功率的变化特性.采用粒子群算法对太阳能电池进行了最大功率点跟踪的仿真研究,实验结果证明粒子群算法具有很好的跟踪精度,同时也可大大提高最大功率点的跟踪效率.     

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。     

基于双指数简化模型的太阳电池输出特性

首先以太阳电池双指数简化模型为基础,模拟其伏安特性和功率特性曲线,通过与传统单指数简化模型输出特性仿真数据及实测数据比较,说明太阳电池双指数简化模型的有效性及其具有更高的精度.然后考虑光照强度和电池温度对太阳电池输出特性的影响,仍采用双指数简化模型,分别针对多组不同光照强度和电池温度,研究其伏安特性和功率特性变化规律....     

太阳能光伏电池建模与动态特性仿真

光伏电池是太阳能光伏发电系统中的核心部分,因此成为太阳能光伏发电系统研究的主要环节.分析了光伏电池的工作特性,应用仿真软件PSCAD/EMTDC工具,建立了光伏电池及最大功率点跟踪（MPPT）仿真模型.仿真结果证明了光伏电池的输出功率在光照强度变化的条件下能够始终追踪最大功率点,使得光伏电池在不同光照条件下均输出最大功率.     

光伏阵列MPPT集中控制与分散控制比较研究

太阳能作为可再生清洁能源,如何提高太阳能利用率,使得光伏电池板输出功率最大至关重要。以往对提高太阳能利用率的研究主要致力于MPPT算法的改进。从光伏电池非线性特性出发,建立光伏电池等效电路模型,搭建光伏电池MPPT集中控制和分散控制系统仿真模型。在光照渐变和光照突变及温度渐变和温度突变情况下,验证了集中控制系统和分散控制系统对输出功率的影响,得到集中控制系统和分散控制系统的控制效果图。     

一种基于ON/OFF控制的太阳能电池MPPT控制器

在太阳能光伏发电系统中,为了降低系统造价并提高对太阳能的利用率,一般需要实现最大功率点跟踪.本文通过分析太阳能电池的功率-电流(P-I)特性曲线,提出了一种新的利用硬件电路来实现最大功率点跟踪的方法.与以往跟踪方法不同,该方法简单实用,仅需采样太阳能电池的输出电流和电压,通过比较其输出电流的变化率和输出功率的变化率,基于ON/OFF控制太阳能电池输出端电容的充放电,使其输出电流(或电压)达到最大功率点电流(或电压),实现了真正意义上的MPPT.以Buck DC/DC变换器为例,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性.     

一种快速的光伏最大功率点跟踪方法

太阳能电池的输出功率受外界温度、光照强度和负载影响具有特殊的非线性。为了使输出功率始终工作在最大点处从而提高系统的整体效率,最大功率点跟踪在光伏系统中有很重要的意义。通过理论仿真分析,在温度不变的情况下,太阳能电池的输出电压变化不大,随着光照强度的变化最大功率点近似在一条直线上,和输出电流成线性关系。所采用新颖最大功率点跟踪方法是根据估算的最大功率点和输出电流成线性关系把P-I输出曲线划分成两个独立区域,在区域Ⅰ和区域Ⅱ分别采用变步长的观测比较法和变斜率的观测比较法快速调节输出电流使其接近或者等于最大功率     

光伏逆变器短路特性分析

通过理论分析、故障仿真和试验等方法,系统研究了光伏逆变器的故障特性。阐述光伏逆变器的拓扑结构和双环控制原理,建立光伏发电系统的仿真模型。仿真不同短路故障时光伏逆变器的输出特征,分析影响光伏逆变器输出特征的主要因素,给出了某光伏逆变器的试验数据。研究表明,与传统同步电机电源相比,光伏电源馈出的短路电流在其基本组成、衰减速率以及幅值特征等方面均存在较大差异,将对微网保护性能带来直接影响。     

温度对光伏电池转换特性影响的理论及实验研究

根据光伏电池的转换特性,详细分析温度对光伏电池开路电压、短路电流、填充因子及转换效率的影响。并设计测试平台,对多晶硅光伏电池实际输出转换效率的温度特性进行了实验研究。结果表明,硅光伏电池输出开路电压随温度升高的减少率约为-2.3mV/K,理想填充因子随温度升高的减少率约为-4.5×10-4/K,短路电流随温度增加而增大,其随温度升高的增加率约为1.21mA/K。总体而言,光伏电池转换效率随温度增加而减少。同时,实验结果也证明多晶硅光伏电池实际输出效率随其温度升高的减少约为-0.22%/K,实验结果与理论分析基本一致。研究结果为光伏系统的优化设计提供了理论及实验基础。     

基于模糊PI调节Boost电路的光伏系统最大功率点跟踪控制

详细分析了光伏电池及光伏阵列的工作特性,建立了光伏电池的等效电路及数学模型,根据实际的光伏电池参数计算得出相应数学模型的拟合参数,并根据拟合参数建立了光伏阵列的MATLAB模型。利用Boost电路提升光伏阵列的电压,采用改进的导纳增量法实现光伏阵列的最大功率点跟踪(MPPT)功能,并利用模糊PI控制算法修改控制参数以提高系统的速度。通过对电路的分析,得出了其小信号状态空间模型,利用模型仿真可知电路是一个稳定的系统。实验结果验证了系统工作稳定、可靠、快速。     

大功率光伏阵列输出特性现场测试技术

针对大功率光伏阵列开路电压高、短路电流大的特点,采用动态电容充电法,从测试原理、电容设计、电压电流采样及误差分析和曲线拟合几个方面对大功率光伏阵列输出特性现场测试技术进行了研究。研制了一台测试仪样机,经现场测试试验证明,该样机运行稳定、安全可靠、测试精度高。     

一种开路电压和短路电流相结合的MPPT算法研究

为了能够有效地提高光伏发电系统的最大输出功率,根据光伏电池的输出特性和数学模型,提出了一种新型MPPT算法,即开路电压和短路电流相结合的MPPT算法。利用开路电压、短路电流和S-function函数快速解得最大功率点。针对不断变化的外界环境会给引入该算法的光伏系统带来频繁扰动,以及该算法在理论推导过程中采用了大量的估算算法,因此在该算法中引入阈值电流?I和微变步长扰动法。阈值电流?I降低了系统的扰动,减少能量的损失,微变步长扰动法进一步的修正了系统的最大功率点,解决了因理论估算而带来的误差问题。实验证明,引入了阈值电流和微变步长扰动法的开路电压和短路电流相结合的MPPT算法能快速、准确的跟踪最大功率点,提高转换效率。     

含分布式光伏的中压直流配电网接地故障暂态特性分析

针对分布式光伏接入直流配电网后故障电流分布呈现新特征的问题,以含分布式光伏的中压直流配电网为研究对象,分析直流母线发生单极接地故障时的故障暂态特征和影响机理。单极接地故障响应过程可以分为直流侧电容放电、光伏电源多回路供电、光伏电源续流以及电感续流4个阶段,并根据4个阶段的暂态特性推导得到了各故障阶段中各个变换器直流侧电容电压以及故障电流的时域表达式。通过分析故障电流的典型特征可以发现单极接地的故障电阻大小对故障电流的幅值和到达峰值的时间影响较大。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建含分布式光伏的±10 kV双端供电型直流配电网仿真模型,验证了含分布式光伏的中压直流配电网单极接地故障暂态特性理论分析的正确性。     

基于Matlab的光伏并网系统仿真研究

研究了一种单相光伏并网发电控制仿真系统。采用DC/DC和DC/AC两级拓扑结构对光伏并网系统进行了研究和设计;采用功率扰动法实现最大功率点闭环跟踪,并网控制通过采集电网电压参数和逆变输出电流参数在逆变电路中通过PI调节实现。采用基于Matlab的光伏电池仿真模型对所设计的光伏并网系统进行了仿真。仿真和实验结果表明,基于Matlab的光伏仿真模型能够有效地模拟实际光伏并网系统的行为特征性,证明此系统在实际中是可行的。     

基于直线近似和扰动观察的MPPT算法研究

针对光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)问题,基于光伏电池的等效电路,分别建立最大功率点电压与光伏电池温度和日照强度之间的近似直线模型,提出一种直线近似法和扰动观察法相结合的新型MPPT算法。该算法通过采集的光伏电池温度和日照强度确定近似直线模型的最大功率点电压,进而使光伏电池调整到最大功率点附近,再通过小步长的扰动观察法精确跟踪到光伏电池的最大功率点。仿真测试结果验证了该算法能准确估算最大功率点电压,并能快速、高效地跟踪到光伏电池最大功率点。     

基于PSASP的光伏发电系统建模及其并网对微电网电压质量的影响

首先对光伏发电系统发电原理、运行方式等进行了介绍,总结了光伏发电并网对电网影响的研究现状.其次,对光伏发电系统的电池特性进行简化,并基于PSASP仿真建立了光伏发电的电源模型;针对Benchmark模型,仿真了中压配网系统和低压微电网光伏发电接入情况;然后针对不同的天气条件,研究了不同形式的光伏发电系统接入对系统产生的稳态影响,以及不同容量的光伏发电系统接入对微电网稳态运行时电压质量的影响.最后提出了改善微电网电压质量的相关措施.     

基于旁路电容的L型滤波光伏并网逆变器漏电流抑制方法

传统无变压器非隔离光伏并网逆变器系统中,通常采用增加交流旁路开关或直流旁路开关的方式解决系统漏电流问题。然而系统中加入旁路开关增加了系统成本,同时需要增加旁路开关的驱动电路,系统电路结构和控制方式复杂。为了解决该问题,提出一种基于旁路电容的漏电流抑制方案。首先以典型L滤波的光伏逆变器为研究对象,在分析其共模模型的基础上,提出旁路电容法实现漏电流抑制,并对不同旁路电容对系统共模特性的影响进行分析。该方案通过引入旁路电容改变系统共模回路,有效地滤除共模电压高频分量,消除系统寄生电容电压高频分量,从而实现漏电流的有效抑制。最后对提出的方案进行仿真和实验研究,验证了提出方案的可行性和有效性。