【摘要】：由于制造差異以及光伏組件所處的工作環(huán)境條件變化或不同,光伏(PV)裝置的輸出特性略有不同。因此,在一個現(xiàn)實陣列中,各個組件或者陣列的運行都會偏離其各自的最大功率,輸出的電壓、電流會發(fā)生變化。當(dāng)這些組件進(jìn)行并聯(lián)連接時,由于輸出電壓的不同,會產(chǎn)生電壓失配,系統(tǒng)中將產(chǎn)生功率損耗。亦即,由于并聯(lián)失配將導(dǎo)致光伏系統(tǒng)輸出功率的下降或損失。光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展中并聯(lián)失配問題是整個光伏發(fā)電系統(tǒng)功率損失的主要原因,解決光伏電站中存在的并聯(lián)失配問題對整個光伏系統(tǒng)的規(guī)劃、投資與運維具有十分重要的研究意義和實用價值。本文首先通過對太陽電池等效電路進(jìn)行分析,為硅太陽電池提供了一種準(zhǔn)確、可靠且易于使用的數(shù)學(xué)模型,在標(biāo)準(zhǔn)測試條件(STC)下采用光伏電池單二極管輸出特性公式提取五個參數(shù),以用于模擬復(fù)雜條件下光伏陣列的輸出特性。該模型要求制造商僅提供STC條件下數(shù)據(jù),通過采用迭代方法來求取五個性能參數(shù)(I_(ph)、Is、n、R_s、R_(sh)),同時考慮到了R_s,R_(sh)和n對輸出特性曲線的影響。對全工況條件下的參數(shù)進(jìn)行修正,建立了適用于研究光伏組件不同條件下工作狀態(tài)的等效電氣模型。然后通過Matlab/Simulink仿真建立光伏組件與陣列的仿真模型,對單電池片局部遮蔽、多片電池局部遮蔽、局部遮蔽均勻性分布條件下組件的輸出特性進(jìn)行分析,結(jié)果證明不同陰影遮擋程度對光伏并聯(lián)失配影響不同;并對光伏陣列著重仿真分析了光伏陣列中存在短路故障與局部陰影情況下,光伏陣列中并聯(lián)陣列中產(chǎn)生并聯(lián)電壓失配的結(jié)果。針對光伏發(fā)電系統(tǒng)陣列中由于并聯(lián)電壓失配導(dǎo)致整體輸出功率下降的問題提出一種基于DC/DC升壓電路的解決方法及其優(yōu)化措施,并根據(jù)該優(yōu)化措施所需求的條件,構(gòu)建了系統(tǒng)優(yōu)化裝置,并對軟件與硬件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,該裝置采用檢測并聯(lián)支路電壓、判斷與確定失配支路電壓,然后對失配支路電壓進(jìn)行升壓來改善和消除并聯(lián)失配造成的功率損失。最后對光伏陣列中并聯(lián)電路間的失配特性進(jìn)行了試驗分析,結(jié)果表明:陰影遮擋和短路故障導(dǎo)致陣列中的并聯(lián)失配損失分別約為2%-15%和20%以上,而積灰與衰減對陣列并聯(lián)失配造成的影響較小;通過對使用和未使用優(yōu)化裝置的光伏組件與陣列進(jìn)行并聯(lián)失配的測試對比分析,結(jié)果表明:在對于組件級的陰影遮擋所導(dǎo)致的并聯(lián)失配加裝優(yōu)化裝置可以提高5%的發(fā)電量,而對于陣列級的短路故障所導(dǎo)致的的并聯(lián)失配加裝優(yōu)化裝置可以提高5.76%的發(fā)電量。由于優(yōu)化器控制器響應(yīng)速度與升壓損耗問題,文所提出并構(gòu)建的系統(tǒng)優(yōu)化裝置在低輻照、低功率、輻照變化速率快的情況下尚未能獲得滿意的優(yōu)化效果,需要對其進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2770130