部分阴影下光伏阵列静态重构策略研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lryna22
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光伏阵列在部分阴影条件下工作时会因为功率失配而损失能量,致使输出特性曲线出现多峰值,而部分阴影遮挡问题又无法绝对的避免。基于辐照度均衡的原理所提出的光伏阵列重新配置技术是有效解决该问题的方法之一。其中所具代表性的是以网状结构(TCT)为连接方式的光伏阵列静态重构技术。光伏阵列静态重构技术是指通过一定的技术手段,对阵列内的电池排列方式进行预先的重构,但并未改变阵列原有的接线方式。当产生部分阴影时,阴影的实际位置被均匀分散开,达到了均衡行电流减少多峰值数目的目的。该技术不仅降低了光伏系统对全局最大功率点追踪(GMPPT)精度的要求,同时也提升了功率输出。传统静态重构方法多以理论研究为主,重构过程和线路排布比较复杂,真正实现起来比较困难。对此本文首先对部分阴影下具有TCT结构的光伏阵列的输出特性做了细致研究,接着对几种典型的静态重构方法进行了对比分析。在此基础上引入奇偶变换和列索引填充的规则对光伏阵列内部的电池单元进行物理重构。不仅成本低廉易于实现,且针对不同类型的光伏阵列,共提出了两种重构策略:策略一适用于对电能质量要求较高的小型分布式光伏电站;策略二更适用于大型光伏电站。为了验证所提重构策略的有效性,本文以9×9阵列为基础,首先采用matlab软件构造了6种典型的阴影遮挡仿真。并将所提出结构获得的理论计算和仿真结果值同TCT结构、奇偶结构(OE)以及新颖结构(NS)做比较。其中与传统的TCT结构相比,拟议的结构在所构造的6种阴影遮挡情况下不仅具有较低的功率损失和较高的填充因子值,且成功实现了低至5.3%和高达21%的最大功率提升,同时相比于OE和NS结构的最高功率提升也分别达到了14.6%和3.8%。其次又建立了实物模型对理论和仿真的结论进行了进一步验证,证实在误差允许的范围内,理论和仿真的结果真实有效。最后运用PVsyst仿真软件将具有静态重构结构的光伏电池阵列和传统结构进行了并网对比分析。结果证实在相同仿真条件下,拥有静态重构的光伏阵列可以带来更高的经济收益。
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