基于Lambert W函数的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ特性显式模型方法研究

【摘要】：光伏阵列是光伏发电系统的重要组成部分,它由许多光伏电池串联和并联组成。目前,光伏电池主要包括两种模型,即,单二极管模型和双二极管模型。但由于这两种模型都是隐式超越方程,不利于求解。所以在实际应用中,我们经常需要把它转换成显式方程进行求解。近年来,关于单二极管模型的VI?特性显式表达研究方法已经有很多,但是关于双二极管模型的VI?特性显式表达方法研究却很少见到,因此,急需建立一个关于双二极管模型的VI?特性显式解析表达式。本文利用Lambert W函数建立双二极管模型的显式表达式。首先,针对光伏电池和具有部分遮挡的光伏阵列,分别提出基于Lambert W函数的双二极管VI?特性显式建模方法。利用此建模方法获得的显式双二极管VI?模型均为精确表达。其次,本文利用Lambert W函数建立了新的关于串联电阻的显式表达式,这种显式表达式不仅考虑了串联电阻与光照强度和温度之间的关系而且考虑到了串联电阻与其它参数间的关系。更值得一提的是,通过本文的方法,无论是单二极管模型还是双二极管模型中的电池参数仅需要四个电气参数就能获得,即,最大功率点电压和电流,开路电压,短路电流。最后,我们分别选择RTC France光伏电池,Photowatt-PWP 201,MSX-60和KC200GT光伏组件,SM55光伏阵列来验证本文提出的方法的运算速度和精确性。仿真结果表明,在任何光照强度和温度条件下,本文提出的基于Lambert W函数的双二极管显式模型和串联电阻的显式模型都是精确、快速和有效的。 【关键词】：双二极管模型 光伏电池 光伏阵列 Lambert W函数 串联电阻 显式表达式
【学位授予单位】：渤海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 光伏发电系统10
• 1.2 光伏电池和光伏阵列的现状及研究意义10-11
• 1.3 串联电阻的研究现状及重要性11-13
• 1.4 本文的主要工作13-15
• 2 基于Lambert W函数的单二极管模型串联电阻的显式表达方法15-24
• 2.1 Lambert W函数的概念及算法15-16
• 2.2 单二极管模型原始方程16
• 2.3 基于 Lambert W 函数的单二极管模型串联电阻的显式表达方法16-19
• 2.3.1 基于Lambert W函数的单二极管模型显式Ⅰ-Ⅴ 方程16-17
• 2.3.2 单二极管模型Ⅰ-Ⅴ 特性方程的参数提取17-19
• 2.4 仿真实验及结果分析19-23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 基于Lambert W函数的光伏电池显式双二极管模型24-39
• 3.1 双二极管模型原始方程24-25
• 3.2 基于Lambert W函数的光伏电池显式双二极管模型25-29
• 3.2.1 基于Lambert W函数双二极管模型的显式Ⅰ-Ⅴ 方程25-27
• 3.2.2 双二极管模型Ⅰ-Ⅴ 特性方程的参数提取27-29
• 3.3 仿真实验及结果分析29-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 基于Lambert W函数的光伏阵列显式双二极管模型39-55
• 4.1 光伏阵列的基本模型39-41
• 4.2 基于Lambert W函数的光伏阵列显式双二极管模型41-45
• 4.2.1 不含旁路二极管的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ 特性显式模型41
• 4.2.2 含有旁路二极管的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ 特性显式模型41-45
• 4.3 仿真实验及结果分析45-53
• 4.4 本章小结53-55
• 总结与展望55-56
• 参考文献56-61
• 发表论文情况61-62
• 致谢62-63

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