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。     

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最大功率跟踪系统的研究

针对光伏阵列发电系统,在局部阴影情况下,研究推导光伏阵列数学模型。同时,分析加装旁路二极管、光伏阵列拓扑结构、光照强度大小及分布形状对光伏阵列输出特性的影响,并且分析了传统功率跟踪优缺点。提出一种全局最大功率搜索与局部功率极值跟踪相结合的全局最大功率跟踪算法,并进行Matlab/Simulink仿真分析。实验结果证明了该策略的有效性与正确性。     

局部阴影下光伏阵列MPPT控制方法的研究

光伏阵列在局部阴影条件下,其输出P-V特性曲线将呈现多个功率峰值。为了追踪到全局最大功率点,对局部阴影条件下光伏阵列输出P-V特性曲线进行了深入分析,对各功率极值点对应电压和被遮挡的光伏组件个数及光照强度之间的关系进行了研究。得出了相邻功率极值点对应电压之差的最小值为0.8Uoc(Uoc为单个光伏组件的开路电压)等规律,在这些规律的基础上,提出了一种新的最大功率点跟踪方法,能够快速、准确地跟踪到全局最大功率点。应用MATLAB软件搭建了仿真模型,仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。     

局部阴影条件下光伏阵列的优化设计

随着光伏发电系统的结构及所处环境的复杂化(如光伏屋顶系统、光伏幕墙系统等),尤其是局部阴影问题的出现,光伏阵列的输出特性受到很大影响。通过理论分析、计算机仿真及系统实验等方法,研究阴影分布的影响,提出在局部阴影条件下光伏阵列最大功率点的简化算法,总结阵列结构优化的原则,并在此基础上进一步考虑局部峰值及工作电压范围等因素的影响。提出适用性较广的光伏阵列优化设计方法,为光伏发电系统的工程设计提供有力的支持。     

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。     

局部阴影下光伏阵列MPPT算法及实现

针对传统最大功率点跟踪全局扫描法用时长的缺陷,对局部阴影下光伏阵列输出特性进行分析,获得归一化的最大功率点电压的分布规律。利用该规律结合扰动观察法,提出一种改进型全局最大功率跟踪的扫描算法。首先,确定可能存在局部最大功率点的区域;然后,对该区域使用扰动观察法局部扫描,获得所有的局部最大功率点;最后,选取其中最大的点作为全局最大功率点。该算法能够大幅度缩短扫描时间,使系统快速确定全局最大功率点。实验采用Boost和全桥电路作为拓扑,以DSP为主控制芯片搭建了一套验证系统。实验数据表明在双峰和三峰情况下,与全局扫描法相比该算法节约了50%以上的时间。该算法推广到更多峰的情况具有同样的适用性。     

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MA...     

部分遮阴条件下光伏阵列最大功率点跟踪方法

在部分遮阴情况下,光伏阵列功率-电压(P-U)特性曲线呈现多个极值点,传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)方法会失效。提出了一种基于电导增量法的全局搜索（Global search based on Incremental conductance,GSINC）方法来实现最大功率点跟踪,该方法保证不会陷入局部最优且不会错过任何极值点。最后通过仿真验证了该算法能快速且准确的跟踪最大功率点,有效提高了光伏阵列输出效率。     

局部遮挡条件下的光伏阵列防逆流措施选择

对于光伏发电单元,阴影的遮挡可能导致有逆流通过光伏组件,使组件发热损坏。为了防止逆流的产生,通常的做法是在组件回路设置防反二极管。而设置防反二极管可能导致设备体积增大、工程造价增加、汇流设备温度升高等问题。是否设置防反二极管以及防反二极管的设置位置是工程设计中的重点问题。本文以光伏组件的工程应用模型为基础,给出了在局部遮挡条件下逆流的计算方法,包括不设置防反二极管以及防反二极管设置在直流配电柜的逆流计算方法,根据计算结果以及生产厂商提供的光伏组件的参数,来配置防反二极管,优化设备选型。     

基于秃鹰搜索算法的部分遮蔽条件下光伏阵列重构方法

部分遮蔽(partial shading,PS)是影响光伏发电效率最主要的因素之一,它通常会引起失配损耗并降低光伏阵列的输出功率.为了解决这个问题,光伏重构技术被广泛应用于光伏发电系统.文章提出了一种基于秃鹰搜索算法(bald eagle search,BES)的光伏阵列重构方法,它可以有效地减少功率损失,提高发电效率...     

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...     

基于差分进化算法的阴影影响下光伏阵列MPPT控制研究

当光伏模块受到阴影影响时,其功率-电压（P-V）特性曲线有多个峰值点,传统最大功率跟踪控制（MPPT）算法,如扰动观察法（P&O）,由于采用局部搜索范围,无法准确跟踪全局最大功率点（GMPP）。提出一种基于差分进化（DE）最优算法的全局最大功率点跟踪方法,同时修正了算法的变异方向,使得所有变异算子总能收敛到最优,有助于算法快速收敛。采用Matlab/Simulink对所述算法进行了仿真分析,并与传统扰动观察法进行了对比,本文所述MPPT方法具有更高的效率和功率输出。     

基于猫群算法的光伏阵列多峰MPPT控制策略

在复杂应用环境下,光伏系统输出特性曲线通常呈多峰状、带噪声等特点,且由于光照强度的时变性,导致输出功率变化较快,对最大功率点跟踪(MPPT)算法的实时性、准确性有更高的要求。采用猫群算法(CSO)结合递推最小二乘法对光伏阵列多峰MPPT进行控制,很好地利用了猫的懒散性,多数时间内进行搜索,而少数时间进行跟踪,缩短了收敛时间;同时采用递推最小二乘法,有效提高了最优解的精度。最后,通过仿真和实验分析,并将该算法与多种智能算法比较,验证了该控制策略的实时性和高效性。     

局部阴影条件下光伏阵列的串联特性分析

以光伏组件的双二极管模型为基础对串联输出特性进行了系统分析,包括分析比较有、无旁路二极管的串联特性、热斑成因,旁路二极管作用机理和不同连接方式以及等效串联结构的光照平衡的影响。结果表明,局部阴影使光伏阵列的I-U曲线呈阶梯状、P-U曲线呈现多峰;旁路二极管抑制热斑作用明显,其重叠和不重叠连接方式效果不同,重叠区的阴影可增大最大输出电流,且最大输出电流与遮阴程度正相关;多个光伏电池元共用一个旁路二极管可有效减少多峰数;等效串联结构的光照平衡可以消除阴影影响。