基于仿真模型的太阳能光伏电池阵列特性的分析

为了寻找更好的实现光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法,基于仿真模型,研究了太阳能光伏电池阵列的特性。采用Matlab/Simulink模块,基于单个光伏电池的物理特性建立了太阳能光伏电池阵列的仿真模型。模型不但能分析太阳能光伏电池阵列所具有的随着光照强度和温度不同而变化的P-V和I-V非线性特性,而且可仿真太阳能光伏电池阵列工作在最大功率点以及稳定工作区域内时具有线性关系,并进行了理论推导。该模型简单明了,计算速度快。仿真结果表明:仿真与实验结果相符合,当光伏阵列工作在稳定区域内的情况下,dP/dV与I存在线性关系,模型具有通用性与实用性。     

基于仿真模型的太阳能光伏电池阵列特性的分析

为了寻找更好的实现光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法,基于仿真模型,研究了太阳能光伏电池阵列的特性。采用Matlab/Simulink模块,基于单个光伏电池的物理特性建立了太阳能光伏电池阵列的仿真模型。模型不但能分析太阳能光伏电池阵列所具有的随着光照强度和温度不同而变化的P-U和I-U非线性特性,而且可仿真太阳能光伏电池阵列工作在最大功率点以及稳定工作区域内时具有线性关系,并进行了理论推导。该模型简单明了,计算速度快。仿真结果表明:仿真与实验结果相符合,当光伏阵列工作在稳定区域内的情况下,dP/dU与I存在线性关系,模型具有通用性与实用性。     

光伏电池阵列模型的Matlab设计与仿真

利用Matlab软件平台搭建了光伏电池阵列的仿真电路模型,研究了光照因素、温度因素及光伏电池内部参数对光伏阵列电气特性的影响,并针对动态光照条件下光伏阵列的输出特性进行仿真和计算.研究结果表明:光照强度、温度和串联电阻的变化对光伏阵列开路电压、短路电流、伏安特性、输出功率及最佳工作点具有显著影响,光伏阵列的仿真模型可以较好实现光伏阵列的动态仿真.     

50kW_p并网光伏实验电站的综合设计、搭建与运行

为深入研究新型光伏器件的实际性能及影响光伏电站发电效率的关键性因素,设计并建成一座多种光伏设备组合交叉安装的50 k Wp并网光伏实验电站。根据电站实际运行数据,对比了不同气象条件下光伏阵列选用不同类型组件、智能优化器以及不同容量逆变器的发电状况,分析了辐射量变化对光伏电站发电量的影响。结果表明:各类型光伏组件中双面电池输出特性表现最佳,其发电量高于其他类型组件;对于无阴影遮挡的光伏发电系统,智能优化器的作用得不到有效发挥;采用较小容量逆变器可减少太阳能电池组串模块间的差异性带来的影响,增大光伏阵列总发电量;受太阳辐照度变化影响各类型光伏组件实际输出最为稳定的是多晶硅电池。多晶硅电池和双面电池在并网光伏发电系统应用中具有较大的优势。     

光伏阵列组串故障模拟仿真与输出特性分析

利用单二极管太阳电池数学模型,构建具有串并联接口的光伏组件模型,在此基础上使用Matlab/Simulink构建光伏阵列模型,研究断路、短路、阴影遮挡和组件老化与阵列输出特性的对应关系,模拟结果表明不同的故障具有不同的输出特性,可用来判断阵列的故障类型.     

基于Simulink的光伏电池组件建模和MPPT仿真研究

 根据光伏电池组建的物理特性等效电路及数学模型,基于Simulink仿真软件建立了光伏电池组件的仿真模型,模型的基本参数按照Solarex MSX60 60W产品参数设置,其他参数根据基本参数及数学模型计算得出。该模型可以实现在不同光照强度和温度下60W光伏组件的输出U-I特性,并且可以灵活地推广到其他功率等级的电池组件及其串并联特性的模拟。根据光伏电池的输出U-I特性,可以分析得到组件的U-P特性曲线为单峰曲线,故光伏电池存在最大功率工作点（MPP）。在此Simulink模型基础上研究了光伏组件最大功率追踪方法（MPPT）。在众多最大功率追踪方法中,电导增量法有着比较优秀的控制效果,因此本文着重讨论了电导增量法,对比分析了电导增量法及其两种改进方法（两种步长电导增量法和梯度变步长电导增量法）的最大功率追踪控制效果,这两种改进方法均对普通电导增量法中控制步长固定的不足做了修改。按照一天中光照强度变化的近似规律设置环境条件,仿真模拟光伏电池组件的MPPT控制,仿真结果进一步验证了模型准确性以及改进后的梯度变步长最大功率控制算法的优越性。     

光伏阵列双二极管简化模型的建立与仿真

双二极管模型是最能精确表述光伏电池特性的模型,但由于参数过多会增加求解难度,降低求解速度.为此提出一种参数简化的双二极管模型,并设计了对应的算法,将双二极管电流精确化,然后分别利用最大功率匹配法和牛顿迭代法求解参数.通过计算机仿真表明:不同光照和温度下的仿真结果与实际测试阵列的输出相一致,比单二极管Rp模型和双二极管Kashif模型的精度提高了68%和20%,且仿真时间缩短了63%和17%.该简化模型可以为光伏发电系统的优化配置和最大功率点跟踪提供快速和准确的研究基础.     

被部分遮挡的串联光伏组件输出特性

以太阳能电池的电流方程和电路的基本理论为基础,对带有旁路二极管的串联组件在被部分遮挡的情况下的输出过程进行了细致的物理分析,并将其划分为旁路二极管导通和阻断两个阶段,从理论上推导出可以运用分段函数准确描述被部分遮挡的串联光伏组件电流和功率输出特性.对两个串联的光伏组件在非均匀光照下的电流和功率情况进行了实验验证,结果证明了文中所提方法的正确性和可行性:①分段函数法可以对被部分遮挡的带有旁路二极管串联光伏组件的电流和功率输出特性进行准确描述;②传统的MPPT法的基础,即功率输出曲线的单峰性,已经失效,因而有必要对跟踪方法进行改进.     

阴影光照条件下光伏阵列的最大功率点跟踪方法

提出一种基于线性函数的自适应步长滞环比较法的最大功率点跟踪(MPPT)方法.首先,在阴影光照条件下,构建光伏电池的双二极管等效电路,在Matlab/Simulink仿真平台上对光伏阵列输出特性曲线进行仿真;然后,分析文中方法的工作过程,通过仿真和实验对比文中方法与扰动观测法的控制效果.结果表明:文中方法可以准确地跟踪到阴影光照条件下光伏阵列的最大功率点,提升MPPT的跟踪效果.     

太阳模拟器辐照不均匀性对光伏组件I-V性能测试的影响

以太阳电池单二极管等效电路模型为基础,构建了3个电池片串联组合的等效电路图,利用此模型模拟分析了当太阳模拟器辐照存在不均匀性条件下光伏组件的I-V特性,研究结果表明即使在入射到电池组合上的总能量与辐照均匀分布时的能量一样的情况下,电池组合的I-V特性将偏离辐照均匀时的曲线,电池的最大功率、短路电流随辐照不均匀的增大而减小,填充因子随辐照不均匀的增大而增大。     

光伏太阳能电池组件Matlab通用仿真模块

采用工程用太阳能电池5参量模型及参数确定法,获取高精度的光伏组件通用模型,在Matlab/Simulink平台中建立该模型的通用模块,利用变步长动态仿真法,快速、准确地获得光伏组件在不同光强度和温度下的输出特性曲线.仿真实验表明,该通用模块不仅可以准确获得太阳能电池单体输出特性,而且可以准确获得光伏组件输出特性,与目前采用的相似模块相比,其具有使用方便、精度高及通用性强的优点.     

高倍聚光光伏模组中菲涅尔透镜沿光轴方向的光照非均匀性变化及影响

对于菲涅尔透镜作为主要聚光器件的高倍聚光光伏模组,应用中通常把多结电池放置于透镜焦平面处,然而光学系统非理想性造成焦平面处的光照非均匀性,会影响三结电池及模组整体的输出特性。本文通过光线追踪模拟和三维三结电池网络模型,分析沿光轴方向不同位置,菲涅尔透镜聚光光照非均匀性的变化,以及对高倍聚光光伏模组的影响机理和优化。结果表明沿光轴填充因子与光照非均匀性有密切关系,沿光轴不同程度的光照非均匀性导致不同程度的横向电流,填充因子随之发生变化,在远离焦平面的位置存在更优的填充因子,提升最大输出功率。实验结果也很好地验证了模拟的结果,本文结论对实际应用中高倍聚光光伏模组的结构优化有参考意义。     

基于PSIM的光伏阵列仿真建模

根据光伏阵列物理机制的数学表达公式确定公式中的各个参数,采用PSIM软件进行物理机制的仿真建模,模拟实际光伏模块在不同的光照强度及环境温度下的I——V和P——V输出特性.基于物理本质的仿真模型具有较高的仿真度,建立该模型为光伏发电系统的研发以及模拟实时动态跟踪最大功率点提供了良好的仿真平台.     

带有MPPT功能的光伏矩阵仿真模型

基于光伏矩阵的物理特性,在Simulink仿真环境下,设计带有最大功率跟踪技术MPPT仿真算法的光伏矩阵仿真模型,应用于实际的单相光伏并网系统．测试数据表明,仿真模型可以模拟任意参数的光伏阵列、动态跟踪光照强度、环境温度的变化,为光伏发电系统动态仿真提供良好设计平台．     

太阳能光伏发电系统的计算机仿真与分析

借助LabVIEW软件平台,建立了太阳能光伏发电系统的模型,动态地模拟了真实太阳能光伏发电的过程,展示了太阳辐射强度的变化对太阳电池输出特性曲线的影响．建立了光伏发电最大功率跟踪模型,以家用光伏发电系统为例,进行了优化设计;并通过计算机仿真对系统作了检测评估,分析了影响光伏发电效率的因素．     

具有MPPT功能的光伏系统仿真

光伏发电受制于太阳能电池较低的转换效率,使得其最大功率点的跟踪,成为提高光伏发电效率的关键。通过对太阳能电池等效电路和输出特性的分析以及对最大功率点跟踪原理的研究,利用 Matlab/Simulink,并结合Boost 电路,构建了通用型的光伏系统仿真模型。该仿真模型采用扰动观测法跟踪太阳能电池最大功率,并对太阳能电池在环境温度、日照强度固定及动态变化情况下的最大功率点跟踪进行了仿真测试,测试当两者同时变化时,日照强度变化对太阳能电池输出功率的最大值影响比较大,其中当日照强度增大200,W/m2时其输出最大功率增幅达28%。仿真结果表明,该模型能够准确迅速地对太阳能电池的最大功率点进行跟踪。     

基于TMS320F2812和BUCK电路的光伏阵列模拟器

采用TMS320F2812DSP为控制器,BUCK电路为主电路,研究与设计了一种新型光伏阵列模拟器.模拟算法利用模拟器负载电流与阵列特性电流的差值控制BUCK电路开关的占空比,调节模拟器输出电压,使模拟器的工作点逐步逼近光伏阵列I-V特性的工作点,实现对光伏阵列输出特性的模拟.阵列的特性电流值由存贮于DSP中的工程数学模型,根据选定的不同光照量和环境温度条件计算得到.MATLAB仿真和模拟器样机的实验结果表明,本文模拟器的逼近与稳定时间约为80ms,仅为传统逐点逼近法的25%,且超调小于4%,稳态误差小于1%,均优于传统逼近法,且能够实现光伏阵列不同I-V特性曲线的完整模拟.