隨著能源短缺和環(huán)境污染問題日益嚴重,光伏發(fā)電憑借其獨特的優(yōu)勢愈加受到人們的重視。然而,光伏發(fā)電相比其它可再生能源,易受外界條件影響引發(fā)故障,導致發(fā)電效率大幅下降。本文針對光伏陣列的故障檢測和診斷展開研究,提出了一種新型的SI-SP故障檢測結(jié)構(gòu),分析了故障對光伏陣列輸出效率的影響,并利用神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)了光伏陣列遮陰程度的診斷,通過陣列配置優(yōu)化提高了光伏陣列的效率。首先,根據(jù)光伏電池的工作原理建立了光伏電池的工程數(shù)學模型,分析了影響光伏電池輸出特性的因素。通過不同光伏電池連接結(jié)構(gòu)差異的對比和光伏陣列故障檢測方式的分析,確定了SP結(jié)構(gòu)光伏陣列作為本課題的研究對象,提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的光伏陣列故障診斷結(jié)構(gòu),為光伏陣列故障診斷的研究奠定了基礎。其次,分析了光伏陣列的故障種類和成因,基于傳感器交叉檢測理論提出了一種新型的SI-SP檢測方法,該方法相比傳統(tǒng)的檢測方法,大大減少了電壓傳感器的數(shù)量。在詳細分析了SI-SP檢測結(jié)構(gòu)的故障定位過程的基礎上,利用Matlab/Simulink建立了6*4的SP結(jié)構(gòu)光伏陣列模型,驗證了SI-SP結(jié)構(gòu)檢測方法的正確性,通過仿真不同陣列故障,分析了故障對光伏陣列輸... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

我國一次能源消耗總量太陽能相比其他可再生能源擁有資源無限性和分布廣泛性[4]

圖 1- 2 我國太陽能光伏發(fā)電總量 光伏發(fā)電系統(tǒng)存在的效率問題目前，制約光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的最大問題是效率問題[9]。光伏發(fā)電易受外界環(huán)境的影響得光伏系統(tǒng)發(fā)電效率大幅下降。從光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來看，光伏系統(tǒng)發(fā)電效率的影響因素[1以下幾點：光電池的光電轉(zhuǎn)換效率、光伏陣列的結(jié)構(gòu)、光伏陣列中電池輸出特性的匹配因素（溫度、遮陰、灰塵、風速等）、最大功率點跟蹤效率、逆變器的轉(zhuǎn)換效率等。在實際應用中，光伏陣列受環(huán)境影響出現(xiàn)效率損失是光伏系統(tǒng)效率下降的主要原因。由知，受環(huán)境因素的影響，光伏系統(tǒng)的實際效率只有光伏組件效率的 80%[13]左右，即光伏 20%的效率損失。研究發(fā)現(xiàn)，由遮陰引發(fā)的失配問題[14]是導致光伏系統(tǒng)效率損失的最主要現(xiàn)象指的是光伏陣列中組件由于局部遮陰、灰塵覆蓋、老化[15][16]等原因?qū)е螺敵鎏匦圆灰l(fā)光伏陣列出現(xiàn)效率損失。當失配現(xiàn)象發(fā)生時，光伏陣列的發(fā)電效率會顯著下降。文于“卡塔爾-多哈”的大型光伏電站進行統(tǒng)計，結(jié)果顯示每天由灰塵帶來的效率損%-0.8%/天）。日本學者的研究結(jié)果顯示，在日本由于積塵導致的光伏陣列效率損失[18]。據(jù)美國學者統(tǒng)計，在加利福尼亞積塵造成光伏陣列的效率損失為 11.5%[19]。此外，件還會發(fā)生熱斑效應，嚴重影響系統(tǒng)的可靠性和壽命，極端情況下失配甚至會引發(fā)火災。

保證陣列以最大功率點輸出。文獻[22]提出了一種基于“數(shù)獨拼案，利用數(shù)獨各行與各列不重復的原則，將遮陰組件均勻分布在 T TCT 陣列的發(fā)電效率。文獻[23]提出了一種基于遺傳算法的陣列效率。陣列效率的研究相比國外雖然起步較晚，但是對其研究正在逐步開管的配置、光伏陣列的拓撲結(jié)構(gòu)、陣列的動態(tài)重構(gòu)等方面研究了失法。文獻[24]從控制熱斑效應和旁路二極管安全性的角度出發(fā)，討論文獻[25]結(jié)合特定的陰影模式配置旁路二極管，提高了光伏陣列的BL 三種不同的陣列拓撲結(jié)構(gòu)，比較其在失配情形下陣列的效率， TCT 結(jié)構(gòu)在工程上難以發(fā)展成大規(guī)模陣列，有其局限性。文獻[27的串引入補償電路對其進行補償，減小了陣列的失配問題，從而提 1-3 所示。文獻[28]提出了一種光強均衡算法來提升陣列效率，該算來實現(xiàn)電流補償，減小了陰影的影響。文獻[29]提出了一種模糊算法響，通過引入補償組件對陣列進行補償。局部補償雖然可以緩解失成了資源的浪費。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率研究[D]. 柴亞盼.北京交通大學 2014
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本文編號：3348178