考虑随机阴影影响的光伏阵列失配运行特性

目前为了减少功率失配损失,一般太阳能模组串联时都配置旁路二极管以提供一个能量散逸的途径;而在并联运行前,还将配置阻断二极管以防止功率逆向传送。本文基于上述新配置条件重点考察了随机阴影导致的光伏阵列运行失配特性,并比较了不同串并联模式下的阵列抗失配能力。研究结果表明:由于多辐射强度导致功率曲线多峰走向的趋势,常规单调MPPT算法可能因只检测到伪极大值点而失效;其次,局部辐射强度导致的"门槛效应",即局部阴影的变化并不一定对全局功率输出有影响;最后,为了相对提高输出功率,提出全阵列设计时应优先考虑并联的建议。

计及旁路二极管效应的太阳能模组性能评估

为避免功率失配损失,太阳能模组一般都配置旁路二极管,提供一个能量散逸的途径。基于这种配置提出一种新的太阳能模组性能评估算法。依据实际旁路区段配置建立网络方程,通过牛顿-拉夫逊非线性迭代方法实现拓扑求解,继而获得模组的整体性能。在用制造商标准测试数据验证了该评估算法的有效性后,进一步考察各种阴影场景下的模组整体性能,并给出全局最大功率点(maximal power point,MPP)位置随辐射强度变化时的定性结论。理论分析和仿真结果表明,由于多辐射强度导致功率多峰值的存在,常规最大功率点跟踪(maximal power point track,MPPT)算法可能会因为只能检测到MPPT伪极大值点而失效;而且,旁路二极管的合理配置对太阳能模组性能有很大影响。

光伏/变流器直流模块化结构级联运行方案及优化控制

光伏直流模块化结构能各自独立实现最大功率点跟踪(MPPT),减少由于模块之间运行失配而导致的功率损失。但级联运行的方式常由于DC变流器的变换比率限制导致并不是所有太阳能模组都能运行在最佳功率位置。考虑光伏模组最佳工作电流(MPP电流)与短路电流之间的近似比例匹配,在电流步长足够精确以及模组参数I0和Rs在线辨识或有离线策略依据的情况下,实际运行功率裕度可由工作电流与最佳MPP电流之间的功率积分计算得出。所提出的光伏实际运行裕度定量评估方法,可用以解决失配场景下的级联结构2级控制(功率控制和电压控制)运行点优化问题。重点考察了一些典型失配场景,仿真结果也证实了功率裕度评估方法及工况运行矫正的有效性。