基于频域特性光伏组件热斑故障电气特性研究

光伏组件作为光伏系统中最重要的组成部分,当个别光伏组件发生热斑故障时,会对整个光伏系统运行产生较大影响。本文通过建立光伏组件在不同工况下发生热斑故障的环境,依据光伏组件的交流小信号阻抗特性,提出一种基于频域特性研究热斑故障电气特性的方法,对检测不同工况的热斑故障进行电气特性变化分析。该方法通过将一定频率范围的高频正弦信号注入产生热斑故障的光伏组件,分析光伏组件的阻抗频幅特性,结合实验测试与仿真验证光伏组件的电气特征。研究结果表明,在偏置电压为短路电压时,热斑故障在电气特性上会导致电阻下降和并联电容略有增加,在最大功率点电压偏置时,电阻和并联电容均有增加。光伏组件在MPPT偏置电压下发生热斑故障时,光伏组件的并联电容与并联电阻跟随故障面积的增大而逐渐增大,当产生10%电池片面积的热斑故障时,并联电阻增加约2.8倍,并联电容增加约1.4倍;当产生90%电池片面积的热斑故障时,并联电阻增加约7.9倍,并联电容增加约3.5倍。