光伏组串遮挡状态下的多峰参数计算与分析

作     者：方洛迪 

作者单位：中国计量大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卫东;田龙

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：光伏组串 模型建立 多峰输出特性 参数计算 遮挡状态 

摘      要：在光伏电站实际运行过程中,由于工作环境复杂多变,光伏组串极易受到护栏、云朵、鸟粪等遮挡,导致光伏发电效率下降,并引发多类故障造成不可逆的损害。由于组串数学模型能反映其工作状态和性能,内部参数的变化能够表征其遮挡特性,因此建立光伏组串输出特性模型,获得高可靠性、有效性的模型参数计算结果,明确不同遮挡状态对I-V特性曲线和模型参数的影响作用,对提高光伏电站发电效率具有重要意义。本文首先基于太阳电池单二极管等效电路,在考虑太阳电池正反向特性的前提下,建立遮挡状态下光伏单元和光伏组串输出特性模型,并对所提出的输出特性模型进行了仿真研究,分析在不同区间中太阳电池的正反向特性、光伏单元和光伏组串整体输出特性的变化,以及在最大功率点处组串中反向特性对应的功率损耗情况。其次,在正向特性模型参数算法的基础上提出了一种光伏组串多峰输出特性的模型参数计算方法,通过对多峰输出特性的多峰分离,计算求解各峰下对应的模型参数;针对实测数据采样点存在抖动的情况,给出参数计算结果的选取方法,通过逐步淘汰和保留多组参数组别,选取高精度和最优的参数计算结果,规避选取采样噪声导致参数计算结果不合理、误差较大的问题。最后,结合组串输出特性模型和多峰输出特性的参数计算方法,通过仿真和实验分析组串中单元所受遮挡光强和电池片遮挡数量的变化,对I-V特性曲线和模型参数的影响规律。研究结果表明:基于模型参数获得的I-V特性曲线有较高的精度;所建立的组串输出特性模型和参数计算方法,对于实现光伏组串的故障诊断具有良好的工程应用前景。