部分遮挡条件下光伏组件的建模与仿真研究.pdf

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1、ELECTRICDRIVE2O11Vo1．41No．7电气传动2011年第4l卷第7期部分遮挡条件下光伏组件的建模与仿真研究冯宝成，苏建徽(教育部光伏系统工程研究中心(合肥工业大学)，安徽合肥230009)摘要：当光伏组件被部分遮挡时，输出的伏安特性曲线呈阶梯状，功率电压特性曲线会产生多个局部峰值点，在此情况下，现有的单体光伏电池数学模型和传统的单峰最大功率点跟踪算法都不再适用。研究和建立了适用于部分遮挡情况下串联光伏组件的数学模型，并通过Matlab软件对其进行仿真研究，分析了光伏组件在部分遮挡时卜一V，P—V特性曲线及输出能力的变化，对传统的集中式

2、光伏系统进行了改进，最后介绍了一种可以使串联光伏组件部分遮挡时输出最大功率的发电控制电路并对其进行仿真。关键词：光伏组件；部分遮挡；卜-特性；P—特性；最大功率跟踪中图分类号：TM615文献标识码：AResearchonModelandSimulationofPVModuleunderPartiallyShadedConditionsFENGBao-cheng，SUJian-hui(ResearchCenterforPhotovoltaicSystemEngineering(HeUniversityofTechnology)，Ministry0fEdu

3、cation，Hefei230009，Anhui，China)Abstract：WhenPVmodulesarepartiallyshaded，theoutputvoltage—currentcurveisinladdershape，andtheoutputvoltage—powercurvecontainsseverallocalmaximumpowerpoints．TheexistentmathematicalmodelofaPVcellandthetraditionalMPPTalgorithmwillnotworkinthisinstance．

4、Themathematicalmodelwhichworkwellunderpartiallyshadedconditionswasproposed．WealsoresearchitsmodelinMatlab．Thechangeof—Vcharacteristic．P—VcharacteristicandoutputcapacitiesoftheseriesPVmodulesunderpartiallyshadedconditionswereanalyzed．ThetraditionalcentralizedPVsystemwasimproved．F

5、inally，agenerationcontrolledcircuitwhichenablesthemaximumpowertobeobtainedfromallofthePVmodulesunderpartiallyshadedconditionswasintroduced．Keywords：PVmodule；partiallyshaded；I—Vcharacteristic；P—Vcharacteristic；maximumpowerpointtracking目前我国太阳能发电的普及率很低，主要原光伏系统并介绍了一种光伏组件发电控制电路。因是光伏产

6、品的价格昂贵，而且光电转换效率1部分遮挡时光伏组件数学模型低[1-引。文献E33提到了一些常见的最大功率点跟踪方法。光伏组件的内阻具有非线性，当光伏考虑了反向雪崩击穿效应的光伏电池元双二组件上的光照不均匀时会变得更加复杂。处于阴极管等效电路模型如图1所示[6]。图1中f为影中的光伏电池元会吸收一些接收高日照强度的光伏电池元光生电流，o是流过二极管D。的电光伏电池元所产生的电能，并将其转化为热能，形流，I是流过二极管D的电流，工是反向雪崩击成“热斑”，降低光伏组件的输出功率，甚至会损坏池光伏电池元j。，D厶，’r‘I厶本文以考虑了反向雪崩击穿效应的光伏电

7、池)5DD1()0l：I匿元双二极管电路模型为基础，建立了部分遮挡时光lI一伏组件的数学模型并使用Matlab软件进行仿真，分析了其输出的J—V，P—特性曲线及输出能力图l光伏电池元等效电路的变化。最后利用分析结果改进了传统的集中式Fig．1EquivalentcircuitofaPVcell作者简介：冯宝成(1981一)，男，硕士研究生，Email：fengba0cheng20O4@yahoo．corn．cn61电气传动2011年第41卷第7期冯宝成，等：部分遮挡条件下光伏组件的建模与仿真研究穿电流，Rh，R分别为光伏电池兀的等效并联电阻和等效串联电

8、阻，V，1分别是光伏电池元的输出电压和输出电流。由等效电路可得考虑了反向雪崩击穿效应的光伏电池