【摘要】：把光伏電池電路模型的離散計(jì)算結(jié)果作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)源,利用數(shù)值計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)對光伏陣列及各光伏單元的建模,詳細(xì)闡述了該建模方法的實(shí)現(xiàn)機(jī)理及數(shù)學(xué)模型表達(dá)。針對光伏陣列運(yùn)行中常遇到的陰影遮擋工況,建立了不同規(guī)模(單體光伏電池、組件、組串、陣列)的遮擋模型,并給出仿真結(jié)果。結(jié)果表明:在不同遮擋率下,單體光伏電池、組件的I-V輸出特性曲線只有一個(gè)階梯,P-V輸出特性曲線僅有一個(gè)功率峰值;組串I-V輸出特性曲線階梯個(gè)數(shù)等于組件不同遮擋率個(gè)數(shù),P-V輸出特性曲線功率峰值個(gè)數(shù)不大于階梯個(gè)數(shù),并驗(yàn)證了兩者之間的確切關(guān)系;光伏陣列的功率峰值個(gè)數(shù)與各組串的峰值個(gè)數(shù)關(guān)系復(fù)雜。該模型可適用于不同規(guī)模光伏陣列,仿真靈活,也容易與電力電子回路集成實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級仿真。
【圖文】：

況要視基本組件是否并聯(lián)旁路二極管對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。如果有旁路二極管，當(dāng)該基本組件電壓變負(fù)且設(shè)定旁路二極管為理想二極管，將輸出電壓修正為零；如果不考慮旁路二極管時(shí)，則將負(fù)值加到組串電壓中。后種情況要視組串并聯(lián)時(shí)是否串入防逆流二極管對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正，如果有防逆流二極管，要將電流為負(fù)的結(jié)果修正為電流為零對應(yīng)的電壓值，否則不予修正。光伏陣列是由組串并聯(lián)組成，一般由基本組件先構(gòu)成組串，再由組串并聯(lián)構(gòu)成陣列。假設(shè)陣列由Ｑ個(gè)組串并聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)組串有Ｐ個(gè)基本組件，陣列建模首先設(shè)定構(gòu)成陣列的所有單體電池遮擋率，依據(jù)前述方法建立該特定遮擋工況下所有基本組件定整點(diǎn)電流／電壓數(shù)據(jù)表，再據(jù)此計(jì)算得到每個(gè)組串定整點(diǎn)電流／電壓數(shù)據(jù)表。組串并聯(lián)時(shí)電壓相等，由于遮擋率變化不同，組串電流可能不等，所以陣列建模與前述組串和基本組件不同，應(yīng)采用給定陣列電壓輸出區(qū)間并等分的方法，先設(shè)定整點(diǎn)電壓值，求各組串對應(yīng)的整點(diǎn)電流值，相加之和便是陣列的對應(yīng)輸出電流值，從而得到陣列的定整點(diǎn)電壓／電流數(shù)據(jù)表。由于之前計(jì)算組串輸出特性時(shí)所得數(shù)據(jù)表都是基于整點(diǎn)電流值，而輸出電壓沒有統(tǒng)一的取值范圍，需要選擇合適的方法依據(jù)組串?dāng)?shù)據(jù)庫計(jì)算定整點(diǎn)電壓的陣列數(shù)據(jù)表�？紤]到定整點(diǎn)電壓值求各組串電流時(shí)，整點(diǎn)電壓值不應(yīng)超出各組串定整點(diǎn)電流／電壓數(shù)據(jù)表中的電壓值范圍，為保證結(jié)果有效性，可將陣列電壓范圍的最小值Ｕａｒｒａｙ（ｍｉｎ）定義取各組串?dāng)?shù)據(jù)表中最小電壓的最大值，即Ｕａｒｒａｙ（ｍｉｎ）＝ｍａｘ（ｍｉｎ（Ｕｓｔｒｉｎｇ（１，ｋ）），ｍｉｎ（Ｕｓｔｒｉｎｇ（２，ｋ）），…，ｍｉｎ（Ｕｓｔｒｉｎｇ（Ｑ，ｋ

況要視基本組件是否并聯(lián)旁路二極管對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。如果有旁路二極管，當(dāng)該基本組件電壓變負(fù)且設(shè)定旁路二極管為理想二極管，將輸出電壓修正為零；如果不考慮旁路二極管時(shí)，則將負(fù)值加到組串電壓中。后種情況要視組串并聯(lián)時(shí)是否串入防逆流二極管對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正，如果有防逆流二極管，要將電流為負(fù)的結(jié)果修正為電流為零對應(yīng)的電壓值，否則不予修正。光伏陣列是由組串并聯(lián)組成，一般由基本組件先構(gòu)成組串，再由組串并聯(lián)構(gòu)成陣列。假設(shè)陣列由Ｑ個(gè)組串并聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)組串有Ｐ個(gè)基本組件，陣列建模首先設(shè)定構(gòu)成陣列的所有單體電池遮擋率，依據(jù)前述方法建立該特定遮擋工況下所有基本組件定整點(diǎn)電流／電壓數(shù)據(jù)表，再據(jù)此計(jì)算得到每個(gè)組串定整點(diǎn)電流／電壓數(shù)據(jù)表。組串并聯(lián)時(shí)電壓相等，由于遮擋率變化不同，組串電流可能不等，所以陣列建模與前述組串和基本組件不同，應(yīng)采用給定陣列電壓輸出區(qū)間并等分的方法，先設(shè)定整點(diǎn)電壓值，求各組串對應(yīng)的整點(diǎn)電流值，相加之和便是陣列的對應(yīng)輸出電流值，從而得到陣列的定整點(diǎn)電壓／電流數(shù)據(jù)表。由于之前計(jì)算組串輸出特性時(shí)所得數(shù)據(jù)表都是基于整點(diǎn)電流值，而輸出電壓沒有統(tǒng)一的取值范圍，需要選擇合適的方法依據(jù)組串?dāng)?shù)據(jù)庫計(jì)算定整點(diǎn)電壓的陣列數(shù)據(jù)表�？紤]到定整點(diǎn)電壓值求各組串電流時(shí)，整點(diǎn)電壓值不應(yīng)超出各組串定整點(diǎn)電流／電壓數(shù)據(jù)表中的電壓值范圍，為保證結(jié)果有效性，可將陣列電壓范圍的最小值Ｕａｒｒａｙ（ｍｉｎ）定義取各組串?dāng)?shù)據(jù)表中最小電壓的最大值，即Ｕａｒｒａｙ（ｍｉｎ）＝ｍａｘ（ｍｉｎ（Ｕｓｔｒｉｎｇ（１，ｋ）），ｍｉｎ（Ｕｓｔｒｉｎｇ（２，ｋ）），…，ｍｉｎ（Ｕｓｔｒｉｎｇ（Ｑ，，ｋ

【參考文獻(xiàn)】

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6 記者 馬靜;又一座10兆瓦光伏電站落戶桑日縣[N];西藏日報(bào);2010年

7 潘宏軍　劉曙光;桑日縣又一10兆瓦光伏電站開工[N];岳陽晚報(bào);2010年

8 中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會光電建筑應(yīng)用委員會委員、北京交通大學(xué)理學(xué)院太陽能研究所所長 徐征;光電建筑一體化是建設(shè)低碳城市的重要途徑[N];中國電力報(bào);2011年

9 沈陽建筑大學(xué) 陳曦　時(shí)方曉 高旭;光電建筑一體化是建筑節(jié)能發(fā)展的重要方向[N];中國電力報(bào);2011年

10 韓小懿;國內(nèi)最大離網(wǎng)型光伏電站完成驗(yàn)收[N];中國電力報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 吳小進(jìn);光伏陣列及并網(wǎng)逆變器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2012年

2 胡義華;小型光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵問題研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2011年

3 王培珍;光伏陣列故障狀態(tài)的識別研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

4 吳理博;光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)綜合控制策略研究及實(shí)現(xiàn)[D];清華大學(xué);2006年

5 翟載騰;任意條件下光伏陣列的輸出性能預(yù)測[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

6 朱艷萍;微電網(wǎng)多參數(shù)特性分析及其測控方法研究[D];燕山大學(xué);2012年

7 熊遠(yuǎn)生;太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問題研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

8 史君海;光伏燃料電池混合發(fā)電系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)與仿真研究[D];上海交通大學(xué);2008年

9 董密;太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制策略研究[D];中南大學(xué);2007年

10 徐瑞東;光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 龐志超;局部陰影條件下基于模糊控制的光伏陣列重構(gòu)系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2010年

2 鐘丹;基于復(fù)合信息融合技術(shù)的光伏陣列故障診斷研究[D];天津大學(xué);2012年

3 馮麗娜;局部陰影下光伏陣列的建模與動態(tài)組態(tài)優(yōu)化[D];山東大學(xué);2012年

4 徐勇;一種光伏陣列故障診斷與定位方法的研究[D];天津大學(xué);2012年

5 李兵峰;光伏陣列故障檢測方法的研究[D];天津大學(xué);2010年

6 傅望;數(shù)字式光伏陣列模擬器研究[D];重慶大學(xué);2011年

7 韓雄;光伏陣列模擬器的設(shè)計(jì)[D];太原理工大學(xué);2012年

8 唐佳能;太陽能光伏陣列故障檢測及仿真分析[D];華北電力大學(xué);2012年

9 劉偉;基于ARM的光伏陣列最大功率跟蹤系統(tǒng)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

10 岑長岸;基于組態(tài)優(yōu)化的光伏陣列控制技術(shù)的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2008年

本文編號：2568076