复杂光照条件下光伏阵列特性研究

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随着现代经济及科技的发展,太阳能发电技术因为能够最大限度的利用太阳能资源,近年来取得了快速的发展。但是太阳能光伏系统十分容易在使用中受到局部遮挡、积尘覆盖等因素的影响,导致光伏阵列出现发电功率不平衡、输出功率出现波动等问题。因此,研究复杂光照条件下的光伏阵列输出特性及光伏阵列的发电性能产生的变化有助于进一步提高光伏发电系统的效率,减少系统发电量的损失,为进一步进行光伏阵列的MPPT控制奠定基础。主要研究内容如下:(1)阐述了太阳能光伏发电的基本原理,使用MATLAB/simulink搭建了光伏电池的仿真模型,并进行复杂光照条件下光伏电池的输出特性分析和研究。(2)建立光伏并网发电系统模型,重点使用MATLAB/simulink建立了由60块光伏电池串联组成的光伏阵列仿真模型,并对其输出特性进行研究。首先,根据推导得到串联式光伏阵列在复杂光照条件下的不同输出特性方程,建立复杂光照条件下光伏阵列的输出特性模型。其次通过仿真模拟16种复杂光照条件下的光伏阵列主要物理参数产生的变化情况及输出特性;最后,对结果进行了总结分析。(3)使用PSCAD建立了带有MPPT功能的光伏阵列仿真模型,该光伏阵列同样由60块光伏电池串联组成。模拟了带有MPPT功能的光伏阵列在光照变化和瞬时变化时的输出特性,为模拟各种复杂光照条件下的光伏阵列最大功率点跟踪奠定了理论基础。上述研究对提高光伏系统发电效率具有重要意义。
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