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。     

阴影遮蔽条件下光伏阵列的可重构优化配置方法

为了解决光伏阵列在局部阴影遮蔽条件下引起其输出特性发生变化,从而导致光伏发电效率降低等问题,基于光伏电池物理特性模型,利用数值模拟方法分析了阴影遮蔽条件下阴影数目、深度、分布及温度系数等因素对光伏阵列输出特性的影响。为实现光伏阵列的最大功率输出,提出了在阴影遮蔽条件下光伏阵列结构的优化配置规则,并给出了设计案例,结果证明可重构优化配置方法可以有效改善光伏阵列输出特性,提高了光伏发电系统的效率。     

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。     

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.     

局部阴影条件下太阳能电池-超级电容器件的充放电控制方法

局部阴影条件下,传统光伏阵列中被遮挡光伏组件和未遮挡光伏组件的功率输出特性不一致,导致光伏阵列的功率输出曲线存在多峰值。为此,利用太阳能电池-超级电容器件(Solar cell-supercapacitor device, SCSD)的发电-储能双重功能,构建了以SCSD为基本单元的光伏阵列,并对正常光照和局部阴影下SCSD的数学模型及工作特性进行了分析。在此基础上,提出了一种基于开关网络的充放电控制方法。局部阴影下利用开关网络变换不仅能对SCSD进行独立控制,实现SCSD内部的超级电容对本身光伏功率缺额进行补偿,而且能控制多个SCSD的超级电容相互配合,共同补偿光伏功率缺额。最后基于Matlab仿真,验证了该方法不仅能有效避免储能电池组不均衡问题,而且能在局部阴影下使光伏阵列输出功率曲线恢复单峰值,最大限度地降低局部阴影下的光伏功率波动。     

非均匀光照强度的等效研究

光伏电池的输出特性主要与外界环境因素有关,如环境温度、光照强度、阴影等。在实际应用中,光伏阵列经常会被外界因素部分或全部遮挡。在局部阴影的光照条件下,光伏阵列的输出特性将更加复杂,并将影响最大输出功率。因此,研究分析非均匀光照强度对光伏阵列输出特性的影响是非常重要的。在研究分析非均匀光照强度带来的影响的基础上,提出了一种将非均匀光照强度等效为理想光照情况下的等效均匀输入光照强度的方法,使输入光照强度便于进行量化和比较,具有良好的工程应用前景。     

局部阴影最大功率点MPPT算法研究

光伏阵列作为太阳能光伏发电系统的基本发电单元,容易受到阴影的影响.在局部阴影条件下,光伏阵列的输出特性发生改变,相应的功率电压曲线含有多个局域峰值,使常规的最大功率点跟踪算法很难准确地跟踪到真正的最大功率点.在光伏电池通用数学模型的基础上,结合串并联理论,对局部阴影条件下光伏阵列的输出特性进行了数学建模分析,结果表明,带检测环节的MPPT算法有更好的适应性和稳定性.     

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。     

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。     

一种基于最小均衡差的光伏阵列重构方案

对于光伏阵列而言,局部阴影是其最常见的导致输出功率损失的原因,由局部阴影导致的功率损失不仅与阴影面积相关,更多地取决于阴影的分布位置以及光伏阵列中各光伏板之间的连接方式.为了提升阴影条件下光伏阵列的输出功率,提出了一种基于网式连接(TCT)结构的光伏阵列重构方法,重点研究了如何根据不同的阴影条件,合理重构光伏板之间的连...     

自适应权重粒子群算法在阴影光伏发电最大功率点跟踪（MPPT）中的应用

在光伏发电系统中,光伏阵列往往会受到局部阴影现象的影响,造成系统的不稳定运行和输出功率的降低,且光伏阵列的P-U特性曲线会出现多峰值,常规最大功率点跟踪（MPPT）算法因其只能单峰寻优而不能完成对最大功率点的跟踪.粒子群优化（PSO）算法则有着良好的多峰全局寻优能力,被广泛应用在局部阴影的最大功率点跟踪中,但是PSO算法有着收敛速度不足和搜索精度低的缺点.为此,提出了基于自适应权重的粒子群优化（APSO）算法,即在运算过程中通过引入非线性动态惯性权重系数,有效地提高整体算法的全局搜索能力和局部改良能力.利用Matlab仿真,在恒定阴影和快速变化阴影2种条件下验证APSO算法的可行性.结果表明,APSO算法能够避免早熟收敛问题,可有效地提高算法的收敛速度和搜索精度.     

基于平抛模型的光伏多峰最大功率点预测跟踪方法

局部阴影条件下,现有的常规光伏电池模型不再适用。结合光伏阵列电流压特性曲线和质点平抛运动轨迹的相似性,构建了适用于阴影条件下的光伏阵列运动学平抛模型,并利用改进粒子群算法对其求解进行最大功率预测。由于平抛模型是对光伏阵列电流电压特性曲线的拟合,而拟合曲线不一定精确,单独使用该模型预估追踪最大功率点存在误差。针对上述问题,在使用改进PSO算法预测光伏阵列的最大功率点后,再利用指数变步长电导增量法进行局部跟踪。在MATLAB中通过不同运行工况下的仿真实验,验证了此多峰寻优方法的可行性,该方法能够有效缩短寻优时间,且减少寻优时系统的振荡,从而达到提高收敛速度和光伏发电效率的目的。     

全局MPPT算法在局部阴影下的动态性能研究

在局部阴影的条件下,对于传统的全局最大功率跟踪算法,通常只在静态或光照突变时进行研究.当外界环境持续变化时,其动态性能的研究就会存在不足.为了提高全局最大功率跟踪算法在局部阴影下的动态性能,文中提出了将功率闭环法与扰动观察法和改进的猫群算法结合的复合式算法,该算法有效实现了在动态多峰下快速跟踪全局最大功率点,并利用仿真验证了新算法的可行性,使光伏发电的效率有所提高.     

基于BP神经网络与改进粒子群的光伏MPPT算法

针对光伏阵列在环境突变情况下尤其是局部阴影下的多峰值现象,提出一种基于反向传播(BP)神经网络与改进粒子群的最大功率点跟踪(MPPT)算法。该算法利用BP神经网络近似定位最大功率点,并利用对粒子群算法中的惯性权重值进行非线性动态优化后的改进粒子群精确定位最大功率点。仿真结果表明,复合算法可以更好地跟踪最大功率点,有效避免前期易陷入局部极值的问题,提高了精度,减小了功率振荡。     

并联型单开关管光伏组件优化器的研究与设计

在光伏发电系统中,因局部阴影遮挡造成的特性失配是引起输出功率降低的重要原因。传统方案大多针对组串及组件失配问题,将每个光伏组件的输出经过变换器独立的最大功率跟踪后再串联加以解决,改变了原有系统连接结构。针对小功率分布式光伏发电系统主要遭遇的组件内失配问题,研究了一种不改变原有光伏组件结构的优化方法,并采用单开关的拓扑实现。该方法在光伏组件遇到局部阴影等造成的组件内特性失配时,可以从光伏组件的输出抽取能量,对受遮挡部分进行补偿,使得各个光伏子串的工作状态可调,从而提高这种情况下的总输出功率。该方法属于部分功率变换,且电路拓扑仅采用单个开关管,控制算法简单,电路损耗和成本较低。仿真和样机实验结果表明,该方法能够显著提高局部阴影条件下光伏组件的输出功率。     

阴影遮挡对光伏阵列影响的解决方法

光伏阵列易受阴影遮挡的影响,使输出功率减小,为提高光伏发电系统的输出功率,需解决阴影遮挡对光伏阵列影响的问题。对现有解决方法进行分类,在分析各种方法的工作原理基础上,总结它们的特点和应用场合,为提高光伏阵列输出功率的研究和应用提供参考。     

局部阴影条件下的光伏阵列插空列循环静态重构方法

对于光伏发电系统,局部阴影会导致光伏组件失配和热斑效应形成,采用重构方法可以降低局部阴影影响,减小损耗,提高输出功率.针对网状(TCT)结构光伏阵列,提出一种插空列循环(ICL)静态重构方法.在典型局部阴影类型和奇偶阵列类型情况下,给出了传统TCT结构和3种静态重构方法优化后的阴影分布图,计算了对应的阵列行电流.在MATLAB/Simulink软件中搭建了TCT结构光伏阵列模型,对所提方法和现有静态重构方法进行仿真和对比分析.结果表明,采用所提方法可使受遮蔽光伏组件在整个阵列中的分布更加均衡,有效提高光伏阵列平均输出功率,明显减少输出特性曲线上的峰值个数.所提方法还具有原理简单、易于实现、成本较低等优势,可为光伏电厂建设时阵列结构和重构方法的选择提供参考.