基于图像奇异值分解的局部遮挡光伏阵列输出特性建模研究

为精确评估复杂局部遮挡状态下光伏阵列的发电性能,提出一种基于图像奇异值分解的光伏阵列输出特性建模方法。通过鲸鱼优化-随机奇异值分解准确提取遮挡类型、轮廓特征,精确定位遮挡至电池片,提取遮挡在每个电池片中占比以构建遮挡状态矩阵;基于单二极管模型,根据遮挡状态矩阵建立光伏阵列局部遮挡模型,实现光伏阵列输出电流-电压特性的快速、准确计算,可为利用光伏电站现场监控照片或视频评估光伏电站发电性能提供应用基础。

复杂光照环境下光伏阵列输出特性研究

为解决复杂光照环境下集中式光伏阵列最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)的问题,采用太阳能光伏组件的电流方程以及电路分析的原理,对串、并联光伏组件的输出过程进行理论推导,总结出集中式光伏阵列处于复杂光照环境下的输出特性,建立1种复杂光照环境下集中式光伏阵列输出特性的仿真模型。通过计算机仿真以及系统实验,对集中式光伏阵列的输出特性曲线进行分析,仿真、实验结果与理论分析保持一致。

阴影对串联光伏阵列输出特性的影响

基于传统的光伏电池等效模型,研究了影响光伏电池输出特性的主要因素。通过对受部分遮挡的串联光伏组件工作状态的分析,建立了适用于任意遮挡情况下的串联光伏阵列的数学及仿真模型,通过仿真曲线与实验数据的对比验证了所建模型的正确性。利用所建模型,仿真分析了串联光伏阵列在不同遮挡程度下的输出特性曲线,对比分析了不同遮挡状态下串联光伏阵列的最大输出功率的变化。

非均匀辐照下TCT结构光伏阵列输出特性研究

网络状连接方式(Total-Cross-Tied,TCT)结构光伏阵列在组件表面辐照度轻度不均匀情况下输出稳定性最优,其阵列输出特性具有重要的研究意义。文章以一种基于Matlab/Simulink中S-Function Builder模块建立的光伏组件仿真模型为基础,从组件电流电压变化的角度分析了TCT结构光伏阵列在非均匀辐照下的输出特性曲线,结果表明:TCT结构光伏阵列在不同失配条件下具有不同输出特点,为以后电站的建设规划与运营维护提供了参考依据。

基于阴影识别的光伏阵列输出特性简化仿真方法

准确绘制光伏(PV)阵列输出特性曲线在光伏发电应用中非常必要。然而,目前的输出特性曲线仿真方法通常将局部遮阴组件等效为整块遮阴并以等效辐照度近似。本文首先分析了辐照度等效对光伏阵列局部遮阴组件输出特性仿真引入的误差,提出了一种考虑局部遮阴情况的光伏阵列输出特性简化仿真方法,然后根据光伏阴影图像特点,详细介绍了阴影识别算法的实现流程。针对实际光伏阵列图像的仿真结果表明,基于阴影识别的光伏阵列输出特性简化仿真方法可以准确且快速地绘制出局部遮阴光伏阵列的输出特性曲线。

基于Matlab的光伏阵列输出特性和最大功率点跟踪控制策略的研究

针对光伏并网发电过程中存在的最大功率输出问题,研究了光伏阵列高度的非线性输出特性和最大功率点跟踪(MPPT)问题。根据光伏阵列的等效数学模型,结合Matlab分析环境中的Simulink工具,基于S函数建立光伏阵列的输出特性分析模型。通过对不同温度和光照强度条件下进行模型仿真分析,研究环境温度和光照强度对光伏阵列输出特性的影响。采用S函数对最大功率点进行建模,给出MPPT的控制策略。重点研究了扰动观察法和电导增量法最大功率跟踪特性,并对仿真结果进行对比分析。研究结果对并网控制器的研究和实践具有一定的理论指导和参考价值。

局部阴影条件下光伏阵列建模及输出特性研究

光伏阵列在阴影条件下的输出特性趋于复杂,传统的光伏模型将不再适用,在阴影条件下建立准确高效的光伏阵列模型对最大功率点跟踪算法、光伏阵列优化布局等方面研究具有重要意义。文章以满足工程精度的双二极管电池模型为基础,分析了旁路二极管在局部阴影条件下对光伏阵列的影响作用,推导出均匀光照和局部阴影条件下的光伏阵列数学模型。仿真结果表明该模型能准确反映光伏阵列在阴影条件下的输出特性。得出了光伏阵列输出特性与阴影分布关系的结论,为复杂光照条件下光伏发电系统的工程优化设计提供了有力支持。

光伏阵列在阴影条件下输出特性分析

光伏阵列在均匀光照条件下输出的功率-电压(P-U)曲线为单峰值,电流-电压(I-U)曲线为单阶梯型。当光伏阵列被云层、泥巴、树木等遮挡时,光伏阵列会出现局部阴影,光伏阵列输出的P-U曲线则会出现多峰值,I-U曲线则出现多个阶梯,造成光伏阵列输出的功率减小。利用Matlab/Simulink建立光伏阵列在阴影条件下的模型,进行多次仿真,可以得出P-U曲线和I-U曲线的一些特性,并总结出其规律。为阴影条件下的最大功率点追踪(MPPT)提供了理论基础。

相同参数不同形状局部阴影对光伏阵列输出特性的影响

对包括并联结构(SP)、网状结构(TCT)、桥式结构(BL)和蜂巢结构(HC)在内的4种光伏阵列结构在相同面积、不同形状类型局部阴影下的输出特性进行对比研究。结果表明:透光因子和面积相同、形状类型不同的局部阴影对4种结构光伏阵列输出特性的影响各不相同,其中TCT结构受离散型局部阴影的影响最小,而SP、BL和HC结构受竖向规则型局部阴影的影响最小,且BL和HC结构在功率输出和成本之间都建立了较好的平衡性。

局部阴影条件下光伏阵列输出特性的研究

当光伏阵列处于阴影情况下时,输出的I-V曲线呈阶梯状,相应的P-V曲线含有多个局域峰值。通过理论分析、Matlab仿真以及实验测试,研究阴影分布对光伏模组输出特性的影响。并以工程用光伏电池模型为基础,用Matlab语言建立了一个简单实用的光伏阵列辅助设计软件,利用该软件对光伏阵列在不同光照、温度、遮挡模式以及阵列结构下进行仿真研究,深入分析了光伏阵列在局部阴影下的I-V和P-V特性,给出全局最大功率点位置随遮挡模式变化的定性结论,为局部阴影下光伏阵列特性和最大功率点跟踪算法的研究提供了有力的支持。

一种基于CatBoost优化的光伏阵列故障诊断模型

大部分光伏电站地处偏僻、地形复杂的区域,受到外界环境的影响,易发生各种故障.而传统的光伏阵列故障诊断方法存在精度不高以及光伏数据利用率低等问题.针对以上问题,本文先是通过引入Levy飞行策略和步长因子动态调整策略改进麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA),降低SSA算法陷入局部最优的风险,提升SSA算法的寻优能力.然后采用改进的Levy步长调整麻雀搜索算法(Levy Adjustment Sparrow Search Algorithm,LASSA)对CatBoost模型关键超参数进行寻优,提出了一种基于CatBoost并以LASSA为优化策略的光伏阵列故障诊断模型LASSA-CatBoost,以实现光伏阵列的短路、开路、老化和阴影遮挡故障的精确诊断.实验结果表明,LASSA-CatBoost模型的故障诊断准确率为99.7%,相较于优化前的CatBoost模型,准确率提高了3.6%.与现有的光伏阵列故障诊断模型相比,LASSA-CatBoost模型的准确性和稳定性更高.

光伏阵列输出特性的研究与分析

光伏发电易受到外界环境的影响发生故障,造成输出功率大幅下降。文章在单个太阳能电池研究的基础上通过理论模型分析、模拟仿真和实验测试,对光伏组件输出特性受局部阴影的影响进行了分析与研究。文中利用Matlab/Simulink软件对光伏阵列在不同光照、温度、遮挡分布下进行输出特性仿真,得到最大功率点位置随外部条件变化的结果。

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.

大功率光伏阵列输出特性现场测试技术

针对大功率光伏阵列开路电压高、短路电流大的特点,采用动态电容充电法,从测试原理、电容设计、电压电流采样及误差分析和曲线拟合几个方面对大功率光伏阵列输出特性现场测试技术进行了研究。研制了一台测试仪样机,经现场测试试验证明,该样机运行稳定、安全可靠、测试精度高。

复杂受光条件下光伏阵列输出特性建模分析

基于均匀光照下光伏电池输出特性数学模型,推导建立了串联光伏阵列在复杂受光条件下的输出特性数学模型,并利用Matlab/Simulink软件进行仿真,研究了光伏阵列在复杂光照下的输出特性变化规律。结果表明,在复杂受光条件下,光伏阵列的电气输出特性会发生显著变化,输出功率明显降低。该研究为后续MPPT算法和光伏阵列设计提供理论分析基础。

基于迁移学习的光伏阵列复合故障诊断研究

针对户外运行的光伏阵列常见的复合故障问题,提出了一种融合残差网络与视觉Transformer的混合网络模型,并使用迁移学习方法对其优化,以提高故障诊断模型在复合故障场景下的可靠性。首先,从光伏阵列的静态I-V曲线和环境参数中提取有效特征作为输入,然后,利用仿真数据进行预训练,最后,通过迁移学习验证模型在诊断真实实验数据时的可靠性。实验结果表明,该混合模型在应对复合故障场景时具有较高的收敛速度和准确率。

光伏阵列在不均匀光照下的输出特性仿真研究

文章以Matlab/Simulink为工具建立仿真模型,得到在不均匀光照下光伏阵列的输出特性。根据光伏发电的原理和光伏电池的内部结构,在simulink中搭建模型光伏阵列的模型。在不同的光照条件下,通过对模型的仿真得到I-U曲线和P-U曲线,根据仿真结果对输出特性进行总结并得出结论。

考虑环境遮挡影响的光伏阵列输出特性研究

随着全球资源的逐步紧缺,可再生能源的开发与利用受到了能源行业的大力重视,其中太阳能具有易于再生、能源清洁等优点,在电力等能源行业中发挥着巨大的作用。光伏发电系统通常地处偏僻,较易受到周围自然环境的遮挡等影响,可能导致其输出特性发生变化。为此,本文重点研究了阴影遮挡下的光伏阵列输出特性,为后续光伏发电特性分析奠定了理论基础。

环境温度对光伏发电系统输出特性的影响

通过对光伏阵列、最大功率跟踪进行建模和构建光伏发电系统,研究了在不同环境温度下光伏发电系统的输出特性。仿真结果表明光伏发电系统在光伏强度S=1 000 W/m2,环境温度T=50℃下的输出特性要优于其在光伏强度S=1 000 W/m2,环境温度T=25℃的输出特性。

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。