适用不同尺度光伏阵列的数值建模方法

把光伏电池电路模型的离散计算结果作为基准数据源,利用数值计算方法实现对光伏阵列及各光伏单元的建模,详细阐述了该建模方法的实现机理及数学模型表达。针对光伏阵列运行中常遇到的阴影遮挡工况,建立了不同规模(单体光伏电池、组件、组串、阵列)的遮挡模型,并给出仿真结果。结果表明:在不同遮挡率下,单体光伏电池、组件的I-V输出特性曲线只有一个阶梯,P-V输出特性曲线仅有一个功率峰值;组串I-V输出特性曲线阶梯个数等于组件不同遮挡率个数,P-V输出特性曲线功率峰值个数不大于阶梯个数,并验证了两者之间的确切关系;光伏阵列的功率峰值个数与各组串的峰值个数关系复杂。该模型可适用于不同规模光伏阵列,仿真灵活,也容易与电力电子回路集成实现系统级仿真。     

局部遮挡下光伏电池的数学建模与仿真研究

在局部遮挡条件下,光伏阵列I-V输出特性呈阶梯状,P-V输出特性含多个局部峰值。以光伏电池工程数学模型为基础,对光伏电池的串联、并联以及串并联形成阵列进行了深入的研究,建立了对应的数学模型,并理论上探究了功率最大点出现的位置以及多功率最大点产生机理。通过计算机仿真验证了理论推导的正确性,得出局部遮挡下光伏阵列的输出特性是由光照强度、遮挡模式、阵列格局等共同决定的结论。     

太阳能光伏电池电气特性仿真研究

建立工程用光伏电池数学模型,并在Matlab/Simulink仿真环境下建立光伏电池输出特性的仿真模型,通过仿真得到不同环境条件下的光伏电池输出特性曲线。结果表明,当外部光照强度或温度发生变化时,所建模型能够准确反映光伏电池的基本电气特性,验证了模型的有效性。     

部分阴影下光伏阵列功率输出多峰特性研究

搭建了基于Matlab的考虑雪崩击穿效应的光伏电池模型,分析了不同的光照条件对光伏电池正反向输出特性的影响。分析了部分阴影遮挡条件下热斑效应形成的原因。以电池串、并联和及组件串、并联的输出特性为基础,从理论和试验仿真上得出了光伏阵列功率输出的多峰特性产生的原因。此外,在部分阴影遮挡条件下,对比分析和验证了旁路二极管及阻塞二极管的加入,能够减少阵列的功率损失。     

光伏电池建模及其输出特性研究

根据光伏电池的I-V数学函数关系式,在Matlab/Simulink环境下编写M文件,建立光伏电池的仿真模型,并分析局部遮挡现象,从理论上推导局部遮挡环境下的光伏电池模型。该模型可以模拟实际光伏电池在不同的太阳辐射强度、环境温度和局部遮挡情况下的电流、功率输出特性曲线。仿真结果验证了光伏电池的输出特性呈非线性,并随环境温度和日照强度的变化而变化;局部遮挡环境下,光伏电池电流输出呈阶梯型,功率输出呈多波峰。     

太阳能光伏电池建模及V-I特性研究

针对现有光伏电池数学模型精度不高的问题,基于光伏电池等效电路模型,建立了光伏电池LNPV-190WP的模型.提出了一种光伏电池等效串联电阻和等效并联电阻求取方法,分析了模型中等效串联电阻和等效并联电阻变化时对光伏电池输出特性的影响,研究了不同光照、不同温度和不同二极管理想因子下光伏电池输出特性,给出了一些定性结论.通过与光伏电池厂商提供的V-I特性曲线对比,该模型输出特性与实际光伏电池输出V-I特性曲线基本一致,能够反映实际光伏电池的物理特性,验证了模型的有效性.     

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。     

模拟实时工况下任意光伏阵列输出特性的光伏模拟器

针对现有光伏模拟器功能局限性,提出一种实用性更高的光伏模拟器,可模拟实时工况下任意光伏阵列输出特性.此模拟器以光伏电池四参数数字模型为基础,在确保精度的情况下简化了模型,不仅可模拟任意一种光伏阵列在标准条件下的输出特性,还可模拟不同光照和温度条件下及任意局部阴影遮挡条件下的任意光伏阵列输出特性.在 MATLAB中搭建此模拟器模型进行仿真验证,结果表明在实时工况下,此模拟器能精确模拟出任意光伏阵列输出特性曲线,克服自然条件的随机性给试验带来的困难,并为光伏系统的后续研究提供了坚实基础。     

模拟实时工况下任意光伏阵列输出特性的光伏模拟器

针对现有光伏模拟器功能局限性,提出一种实用性更高的光伏模拟器,可模拟实时工况下任意光伏阵列输出特性。此模拟器以光伏电池四参数数字模型为基础,在确保精度的情况下简化了模型,不仅可模拟任意一种光伏阵列在标准条件下的输出特性,还可模拟不同光照和温度条件下及任意局部阴影遮挡条件下的任意光伏阵列输出特性。在MATLAB中搭建此模拟器模型进行仿真验证,结果表明在实时工况下,此模拟器能精确模拟出任意光伏阵列输出特性曲线,克服自然条件的随机性给试验带来的困难,并为光伏系统的后续研究提供了坚实基础。     

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。     

间歇性遮挡对光伏组件发电量影响的研究

当光伏组件或者光伏阵列中部分光伏电池受到间歇性遮挡时,输出伏安特性曲线呈现阶梯状,对应的功率电压曲线包含多个局域峰值,导致光伏阵列发电效率下降,系统发电量降低。为了正确评估该类问题,通过工程案例重点研究和分析了不同遮挡情况下光伏电池输出特性,建立MATLAB池板单元级、方阵级遮挡的计算仿真模型,统计出由于组件间歇性遮挡带来的系统发电量的损失,文中的仿真统计结果与实际系统发电量进行了比较,验证了该方法的可行性。文中最后提出了利用分布式MPPT方法挽回遮挡对系统发电量的影响,通过系统监控得知,分布式MPPT最高可挽回15.52%的发电量,具有较高的工程应用价值。     

光伏电池数学模型的labVIEW仿真分析

针对光伏电池数学模型需要知道一些特定参数,分析研究光伏电池有一定的困难,为此本文提出简化的工程用数学模型。使用LabVIEW搭建所建模型,并模拟光照强度和环境温度的变化对光伏电池输出特性的影响。仿真结果接近光伏组件实际工作特性,验证了建模的有效性。光照强度和温度对光伏电池输出特性影响的测试实验验证了所建模型的正确性,对于光伏阵列建模及光伏电池的研究有理论和实际意义。     

基于PSCAD软件的光伏电池工程仿真模型研究

为满足在不同光照和温度条件下光伏电池的特性要求,依据光伏电池的4参数数学模型,对电池的参数进行了修正。在此基础上,在PSCAD软件中建立了封装成固有模块的光伏电池工程用仿真模型。该模型利用光伏电池在标准测试条件下得出的4个参数,考虑光照和温度的变化,模拟出光伏电池在实际工况下的输出特性。在工程仿真模型的基础上,进一步建立了光伏电池在阴影遮挡下的仿真模型,并以不同程度遮挡方式进行了带负荷仿真验证。结果表明,有无阴影遮挡的仿真模型都能够很好地模拟光伏电池的输出特性。该模型具有较好的实用性和简便性,能满足工程仿真与分析的需求。     

光伏电池建模分析及关键因素研究

在传统光伏电池数学模型的基础上,通过合理简化模型,建立了一个结构简单、准确度高的光伏电池模型。借助MATLAB/SIMULINK仿真平台进行建模仿真,模拟不同状态下光伏电池输出特性,通过仿真结果对比分析,验证了模型的工程实用性。对影响光伏电池模型特性的串并联电阻及二极管理想因子等关键因素进行详细对比分析,对光伏电池工程建模仿真有一定的指导意义。     

局部阴影条件下光伏电池建模与输出特性仿真

针对目前所提出的局部阴影条件下光伏电池数学模型比较复杂,在仿真中应用较为困难的问题,对均匀光照条件下的工程用数学模型进行改进,使之在Matlab软件仿真中可搭建出带有物理接口的模型,无需进一步理论推导,只要正常串并联就可实现任意环境下任意规模光伏阵列的仿真。利用该模型分别对局部阴影条件下的光伏组件、4组件串联阵列及{4×4}光伏阵列进行仿真,通过输出特性的对比,探究了光伏组件的串联与并联结构对其输出功率的影响,为光伏系统的设计提供参考。     

考虑多点局部阴影的光伏阵列建模及复合型最大功率跟踪算法研究

构成光伏组件的每个光伏电池在运行中由于制造、遮挡等因素的影响,其输出会有差异。当若干个光伏电池受到不同程度阴影遮挡导致其输出与正常电池有较大差异的时候,组件输出的P-U曲线会出现多峰情况,针对单峰的传统最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）策略很可能失效,从而陷入局部最优值。为解决该问题,推导了多点局部阴影下的光伏阵列数学模型,该模型能够理想描述任意阴影情况下的阵列输出特性曲线。基于此模型,提出了结合全局扫描法、电导增量法,以及快速逼近公式的复合型MPPT算法,并进行了仿真验证。仿真结果表明：相比于传统算法,算法在光伏组件受到遮挡时不会陷入局部最优;同时,相比于全局搜索法,该算法寻优效率更高。     

局部阴影条件下光伏阵列旁路二极管和阻塞二极管的影响和作用

本文通过分析局部阴影条件下,光伏阵列旁路二极管和阻断二极管对其输出特性的不同影响,区别出旁路和阻断二极管减小功率失配损失的效果。采用适用于建立局部阴影条件下光伏阵列电路模型的Matlab自带solar cell双二极管电路模型,代替构建复杂的数学模型。仿真试验验证了光伏电池短路电流随辐照度线性变化,旁路二极管不同配置方式对应光伏阵列输出特性变化明显,光伏电池开路电压随辐照度非线性变化且变化范围更小,阻塞二极管配置前后对应输出特性变化小。     

光伏电池反向模型仿真分析及实验研究

以MATLAB软件为仿真平台,建立了光伏电池反向Bishop子电路模型,不同光照和不同温度下光伏电池电气特性的仿真和实验结果对比证明了该模型的有效性。分析了光伏组件模型各个参数对光伏电池电气特性的影响,对模型的参数提取和实际光伏阵列设计具有指导意义。大面积光伏阵列可能会出现热斑效应,利用光伏电池反向模型,分析了热斑效应形成原因、形成条件以及旁路二极管对热斑效应的进行了仿真分析,为并联旁路二极管拓扑结构的选择提供了依据。此外,仿真分析了实际商用光伏阵列在遮挡情况下所出现的多波峰特性,验证了旁路二极管对光伏阵列的保护效果。     

基于MALTAB/Simulink的光伏阵列模型仿真研究

运用光伏组件输出的非线性特点,针对输出功率在诸多环境因素下的变化规律问题,选定光伏电池的等效电路类型并确定光伏电池的数学模型.在以上条件的基础上通过在MALTAB/Simulink模块中仿真光伏电池,得以探究光伏电池受光照强度和环境温度两因素的影响情况.为进一步分析局部阴影条件下的光伏阵列输出特性,将光伏阵列分别以串联和并联形式进行试验,得出采用多串联少并联的阵列结构可获得较大的输出功率.     

基于BP神经网络的复杂光照条件下光伏列阵MPPT控制研究

当光伏列阵中出现移动云等遮挡物时,光伏输出特性曲线会出现多峰值的情况。本文针对这一现象,分析了光伏列阵不同遮挡位置、遮挡强度以及温度对光伏输出特性的影响,提出了一种基于BP神经网络的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制模型,通过对光伏阵列进行区域划分,并根据不同区域的光照强度与温度的变化,实现最大功率点跟踪与控制。将模型应用于单级式光伏并网系统中,进行了Matlab的软件仿真实验和RT_LAB的硬件在环仿真实验,仿真结果表明该方法能够在复杂环境条件下对光伏系统进行最大功率跟踪,具有较高的精度和快速反应能力。