任意辐照度与温度条件下光伏系统输出特性建模

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可

2、以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日本文研究课题受到：公益性行业（气象）科研专项（项目批准号：GYHY201006036）的资助。谨致谢意！华中科技大学硕士学位论文摘要光伏发电系统的容量设计、运行分析诊断以及变换器设计等研究均需要估计和预测光伏阵列的输出特性，因此任意工作状况下光伏组件及阵列的电气特性精确建模具有极其重要的意义。论文以硅光伏电池的单二极管等效电路模型为基础，对I-V特性方

3、程进行推导，结合仿真分析总结了模型参数对光伏组件I-V特性曲线，特别是短路电流、开路电压及最大功率点等关键点电气参数的影响。根据光伏组件厂商提供的标准测试条件下组件电气参数，并通过短路点与最大功率点斜率近似估算等效并联电阻初值，利用迭代求解法计算得到光伏组件的等效电路模型参数。采用LambertW函数，将I-V特性隐式方程转换为关于电压V与电流I的显式方程，并以此方程为基础推导了不同串并联组合方式下的光伏阵列等效模型参数的计算方法。随后，通过分析辐照度及温度对光伏组件等效电路模型参数的影响，得到了任意工作条件下光伏组件模型参数的计算方法，并由此计算

4、不同条件下的组件或阵列的输出特性。同时，根据历史数据经多项式拟合得到了光伏逆变器的效率模型，根据以上模型可以在任意条件下对光伏系统输出特性进行建模。经光伏组件I-V特性的测试实验与分析，该方法对光伏组件输出特性的预测误差在标准测试条件下小于1%，在其他工作条件下小于5%，且对于不同硅材料电池均有较好的适应性。此外，在Simulink环境中建立了等效电路的仿真模型，经仿真分析，该模型适用于光伏发电系统的MPPT特性及策略研究。另外，实验与仿真分析证明，该模型对于光伏发系统输出功率特性有很好的预测效果，该模型能够较准确地预测光伏系统输出功率理论最大值，

5、可以被用来有效地诊断光伏系统的运行状态。关键词：光伏阵列（组件），等效电路模型，输出特性建模，I-V曲线测量I华中科技大学硕士学位论文AbstractThedeterminationofsolarcellmodelisimportantinthedesign,evaluationanddiagnosisofPhotovoltaic(PV)systems.Therefore,amodelofthePVsystemisneededindeterminingitsoutputcharacteristicsunderarbitraryirradiancea

6、ndtemperature.Basedontheequivalentphotovoltaiccircuitmodelwithsingleexponentialterm,theeffectofthemodelparametersontheI-Vcharacteristiccurves,especiallytheshort-circuitcurrent,open-circuitvoltageandthemaxpowerpoint,wasanalyzed.Aniterativemethodisintroducedtoextractthesolarcell

7、parametersofequivalentcircuit,usingelectricalparametersprovidedbythemanufacturerandasemi-empiricalparametertoestimatetheshuntresistance.AnexplicitexpressionofIandVwasobtainedbyusingtheLambertWfunction,basedonwhichthemethodforcalculatingmodelparametersofthephotovoltaicarraywasg

8、iven.KnowingtheconfigurationmethodofaPVarray,namelytheparalle