基于双二极管模型的光伏阵列模型优化设计

双二极管模型是表述光伏电池等效电路模型中最为精确的模型,但因其参数过多而极难求解,求解速度也过慢。对双二极管光伏电池模型的优化设计可以提高光伏模型的准确性、提高求解速度,为光伏系统研究提供有力依据。基于双二极管光伏模型,做出符合实际情况的简化与修正,得到了具有极佳准确度的光伏计算模型。在Matlab/Simulink平台中建立了模型的计算模块,通过对比实验表明,设计模型的输出曲线与实验曲线能很好地吻合,同时克服了传统模型在最大功率点及开路电压点出现较大偏差的缺点。

基于遗传算法和非线性规划求解信息交互的光伏阵列模型鲁棒参数辨识方法

对光伏阵列进行建模不仅可以研究温度、光照等因素对V-I特性曲线的影响,还可以用模型代替实际光伏阵列进行各种光伏实验,降低实验成本,节省实验时间;参数辨识可以使光伏阵列模型的参数值设置更精确,使其与实际值相一致;针对基于非线性规划的光伏阵列模型鲁棒参数辨识方法容易陷入局部搜索的问题,提出了遗传算法与非线性规划求解信息交互的鲁棒参数辨识方法;将遗传算法与非线性规划求解信息交互,既可以进行全局搜索,又可以进行局部搜索,以得到问题的全局最优解;通过仿真测试,使用该方法得到的结果均方误差降低了8倍,均方误差量级达到了1.0E-3,表明了该方法在光伏阵列模型参数辨识方面具有较高的精确度。

基于S-Function Builder的光伏阵列仿真模型

基于MATLAB/Simulink中的S-Function Builder模块,所建立的光伏组件仿真模型利用C语言将简化的光伏组件数学模型编程,再与其他Simulink模块连接成电路以仿真电路性能。该仿真模型输出结果与户外实测光伏组件电流电压特性曲线比较结果显示出了良好的一致性,最大功率点处误差最大约为1.8%,可满足科研精度的要求。特别是该光伏组件仿真模型还可在Simulink中串联为光伏阵列,并对局部阴影下光伏阵列输出特性进行较好的仿真。

基于四参数模型的光伏阵列Matlab/Simulink仿真模型

继承了传统四参数模型结构简单、计算快速的特点,克服了传统四参数模型准确度低的问题,提出了一个快速、准确、具有通用性的光伏模型。基于此新型四参数光伏模型,在Matlab/Simulink平台中建立了此模型的计算模块。通过对比试验表明,该模型具有极佳的准确度,整体最大功率偏差在2%以下,光伏阵列长期运行环境条件下的最大功率偏差在1%以下。

正常光照条件下全工况光伏阵列通用Matlab/Simulink仿真模型

基于五参数光伏模型,在Matlab/Simulink平台中建立了该模型的计算模块,通过与制造商技术数据及一种四参数模型的对比实验表明,该模型具有极佳的准确度,整体最大功率偏差在1%以内,最大功率点电压偏差在0.5%以内。通过该五参数模型可准确得出光伏组件的特性曲线,为光伏系统研究提供了一个方便快速、准确度高又具有通用性的光伏模型。

阴影遮挡条件下光伏阵列建模及PSO优化控制算法的研究

基于现有五参数模型构建了阴影条件下的光伏阵列多峰输出特性模型,该模型能够仿真阴影条件下光伏阵列的I-U性能曲线。在此多峰模型基础上,搭建了MPPT控制模型,利用优化后的PSO算法实现多峰情况下的最大功率点追踪,并与原始PSO算法进行对比,仿真结果表明该算法能够快速且准确的追踪到多峰下的最大值。

局部遮挡下光伏阵列的快速建模及极值点分布特征研究

该文通过引入Lambert W函数,将光伏电池的电压电流非线性超越方程进行解耦,分别推导出单个光伏电池、电池串、光伏组件、光伏组串的电压或电流显式表达式。在此基础上,提出一种基于组串特性曲线线性插值叠加的光伏阵列建模方法,建立考虑局部遮挡下的光伏阵列模型,避免了传统建模方法计算复杂且耗时长的难题。实验结果证明了光伏阵列建模方法的正确性和有效性。该文利用光伏阵列模型,进一步研究了局部遮挡下的光伏组串和光伏阵列的多个极值点分布特征,并推导出直接计算极值点电压、电流和功率的表达式,仿真及实验结果验证了计算公式的正确性。

基于光伏阵列最大功率跟踪仿真研究

基于Matlab仿真环境,通过光伏电池的物理模型搭建光伏阵列,仿真模拟不同太阳辐射强度时光伏阵列的I-U和P-U特性曲线,验证模型的可行性和合理性。针对太阳能光伏发电系统中MPPT算法的不足,提出一种步长变化的滞环比较干扰观察法,克服经典扰动观测法存在的振荡和误判问题,仿真结果证明了该方法的有效性。

计及反射辐射的分布式光伏阵列建模研究

针对分布式光伏阵列传统建模方法不能考虑阵列自身安装特点及周边复杂太阳辐射环境,从而导致模型不准确的缺陷,文章提出了一种计及反射辐射的光伏阵列建模方法。利用气象站采集数据,通过研究建筑物立面对光伏阵列产生的反射辐射,建立了反射辐射模型。同时,根据太阳位置、建筑物以及光伏阵列相对位置关系,分析建筑物对光伏电站的遮挡影响,建立了复杂环境下光伏阵列辐射模型。以光伏组件的输出数学模型为基础,结合光伏阵列的安装方式,通过叠加法得到光伏阵列输出模型,并通过实验验证了模型精度。

微气候对单晶硅光伏阵列特性曲线的影响

采用数值计算方法分析了微气候对单晶硅光伏阵列特性曲线的影响。同时考虑三大微气候变量建立了光伏电池-组件-阵列的数学模型,并采用分段迭代方法求解,所得到的特性曲线与试验数值相吻合。当环境温度为15～35℃,随着温度的升高,在低电压区间的I-U曲线保持不变;在高电压区间,以STC下的I-U曲线为基准均匀地向左偏移;在太阳辐照量为200～1 000 W/m2时,随着辐照量的增加,I-U曲线均匀向上偏移;在风速为2～6 m/s时,随着风速的增加,I-U曲线在低电压区间保持不变,在高电压区间向右偏移,逐渐靠近STC下的I-U曲线,且偏移速率逐渐变小。

天气变化时光伏并网系统MPPT算法的仿真研究

光伏并网系统在天气快速变化时,采用传统的扰动观测算法会产生误判。针对这一问题,对dP-P&O算法进行了改进,提出了dP-P&O-dP最大功率跟踪算法,进一步减少了最大功率跟踪过程中的误判现象。引入了变步长的方法解决了跟踪快速性与稳态稳定性难以兼顾的问题,并给出了步长系数的设计原则。在详细分析光伏阵列输出特性的基础上,建立了其随光照变化的仿真模型,并且简化了并网逆变器的模型,采用MATLAB中的S函数编写了提出的最大功率跟踪算法的仿真算法,大大提高了仿真的速度。通过对仿真结果的比较分析,表明了该算法的正确性和有效性。

基于PSCAD的光伏发电建模与仿真

讨论了一种考虑太阳光照强度及环境温度变化的光伏阵列数学模型及基于电导增量法的最大功率点跟踪(MPPT)算法,并基于该数学模型和MPPT算法在PSCAD中搭建了光伏阵列和MPPT控制器通用仿真模型,进而搭建了并网光伏发电系统仿真模型。分析了变光照强度下的光伏发电系统动态特性,证明了所建光伏发电系统并网逆变器控制策略的准确性和有效性。

光伏并网对配网电压影响的PSCAD仿真与分析

讨论了光伏电池的基本工作原理和主要电气参数,PSCAD仿真软件中无光伏阵列仿真元件,根据光伏阵列的数学模型,利用PSCAD自行搭建了自定义的光伏阵列控制元件,来模拟实际的光伏阵列控制装置。基于PSCAD仿真平台搭建了光伏并网模型,通过仿真模型分析了光伏并网对配网电压的影响。

三相光伏并网逆变器动态建型与灵敏度分析

以光伏阵列作为并网逆变器的前端输入,在三相光伏并网逆变器平均模型的基础上,考虑逆变器稳定运行点和光伏阵列特性对逆变器动态响应的影响,详细推导系统小信号模型的数学表达式,提出控制系统的模型和策略。研究表明光伏直流电压、光伏模块的跨导、电网电压和电网阻抗等参数的变化会影响控制系统稳定性和灵敏度,从而验证小信号模型的有效性,为光伏并网逆变器的动态响应分析和控制器设计提供重要的理论依据。

计及能源互联的光伏储能微网功率分配策略

为保障光伏储能微网安全、稳定的运行,需要合理的分配光伏储能微网的功率。本文提出计及能源互联的光伏储能微网功率分配策略,考虑能源互联,建立风力发电机模型、光伏阵列模型、蓄电池模型和超级电容模型,在此基础上构建光伏储能微网功率分配目标函数,并设置约束条件,求解目标函数,实现光伏储能微网的功率分配。实验结果表明,本文所提方法控制灵活性高、储能微网寿命长和功率分配平衡。

光伏电池工作原理与物理建模方法分析

光伏发电作为当下最炙手可热的可再生能源发电形式得到了越来越多的重视,现对光伏发电的原理及模型进行论述,为后期光伏发电系统的控制策略设计奠定了基础。

光伏系统自适应占空比干扰观测MPPT算法研究

以自适应占空比干扰观测MPPT算法为研究对象,探明自适应占空比干扰观测MPPT算法对太阳能独立光伏系统转换效率的影响程度,优化出最佳算法模型。在日照强度、环境温度等系统参数扰动的情况下,该算法能够保持系统稳定以及良好的动态特性,最大限度地提高太阳能电池转换效率,为实现光伏系统效率最优化提供理论指导和技术支撑。

基于直流侧保护的并网光伏发电系统低电压运行特性分析

针对PSCAD\EMTDC软件利用FORTRAN语言编程,建立了光伏阵列及MPPT控制器通用仿真模型。分析流侧保护电路的原理,研究了在电网电压跌落后直流侧保护电路投切控制策略。并在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了双极型光伏发电系统模型,针对电网三相对称短路故障下直流侧保护电路的投切策略进行了仿真研究。仿真结果验证了所提策略能实现光伏发电系统的低电压穿越。

A Matlab/Simulink-Based Photovoltaic Array Model Employing SimPowerSystems Toolbox

The modeling of PV （photovoltaic） systems is very crucial for embedded power system applications and maximum power point tracking. This paper presents a PV array model using Matlab/Simulink with the assistance of SimPowerSystem toolbox. The PV cell is considered as the main building block for simulating and monitoring the PV array performance. The PV model has been developed and used as Simulink subsystems where the effect of solar insolation and PV array temperature on commercial PV modules have been studied throughout the simulated I-V and P-V output characteristics. The proposed model facilitates simulating the dynamic performance of PV-based power systems. The effect of different partial shading patterns of PV arrays under different configurations has been studied.