局部遮阴使光伏阵列中的部分组件,其运行点偏离自身的最大功率点,引起失配损失。光伏阵列动态结构优化方法根据实际的阴影分布,实时改变阵列的电气连接结构,降低失配功率损失。然而目前的结构优化方法对阵列阴影的检测依赖较多测量元件,并将组件作为最小单位计算输出特性,导致重构结构并非最优。因此,针对局部遮阴的光伏阵列,设计一种简单有效的结构优化方法,是一个具有理论意义以及工程应用价值的课题。本文结合数字图像处理技术与数学建模方法,提出了一种光伏阵列最优重构方案。本文的主要内容包括以下几个方面:(1)针对光伏阴影的检测,通过分析光伏阴影图像的特征,提出了一种光伏阵列局部阴影识别方法。该方法将局部阴影的识别分为组件电池区域识别部分与遮阴电池区域识别部分,采用栅线平滑减少组件表面银白色的汇流线对图像分割时的干扰,利用改进的局部阈值分割法为每个组件电池区域选取独立的分割阈值,避免组件色差的影响,提高阴影的识别效率。(2)利用具体案例,详细说明辐照度等效对局部遮阴光伏组件及阵列输出的影响,提出了一种以光伏电池为最小单位的光伏阵列输出特性简化仿真方法。该方法根据光伏阵列实际的遮阴情况,将阵列中的光伏组件分为无遮阴、整块遮阴与局部遮阴,通过为每种组件设计仿真模型,实现光伏输出特性准确快速地仿真。(3)通过分析遮阴组件的排布对阵列最大输出功率的影响规律,提出了一种基于遮阴电池个数的光伏阵列结构优化方法。该方法利用阴影识别算法对阴影分布进行精确检测,将光伏组件按照遮阴电池个数进行排序后构造出备选的重构结构,并以光伏电池为最小仿真单位计算输出功率较大的结构,以此改变阵列的电气连接,实现光伏阵列的最优重构。多组仿真结果表明,该方法不仅能有效提高阵列的输出功率,还对多种阴影分布具有良好的适用性。