局部阴影条件下光伏阵列输出特性仿真分析.docx

局部阴影条件下光伏阵列输出特性仿真分析
局部阴影条件下光伏阵列输出特性仿真分析
摘要：在光伏发电系统中，阴影是影响光伏阵列输出特性的一个重要因素。本论文通过仿真分析，研究了局部阴影条件下光伏阵列的输出特性。首先，介绍了光伏发电系统的基本原理和光伏阵列输出特性的影响因素；然后，对光伏阵列在不同阴影条件下的输出特性进行了仿真分析；最后，讨论了局部阴影对光伏阵列输出特性的影响和改善方法，并提出了进一步优化光伏系统的建议。研究结果表明，局部阴影对光伏阵列输出特性的影响显著，影响因素主要包括阴影面积、阴影位置和阴影模式等。优化逆变器控制策略和优化光伏阵列布局可以有效减小局部阴影对光伏阵列输出功率的影响。
关键词：光伏阵列；输出特性；局部阴影；仿真分析
1.引言
随着可再生能源的快速发展，光伏发电系统成为一种非常重要的清洁能源发电方式。光伏阵列作为光伏发电系统的核心组件，其输出特性直接影响到光伏发电系统的发电效率和稳定性。因此，光伏阵列的输出特性研究具有重要的意义。
然而，在实际应用中，光伏阵列常常会受到阴影的影响。阴影是指部分光伏电池组件受到遮挡或受到遮挡程度不同的问题。阴影会导致光伏电池组件之间的输出不均匀，从而影响光伏阵列的整体输出特性。因此，研究局部阴影条件下光伏阵列的输出特性，对于合理设计和运行光伏发电系统具有重要的意义。
2.光伏阵列的输出特性
光伏阵列的输出特性受到多种因素的影响，包括日照强度、温度、阴影和阻塞效应等。其中，阴影是影响光伏阵列输出特性的一个重要因素。
2.1阴影对光伏阵列输出特性的影响
阴影会导致光伏阵列中部分电池组件的输出功率降低，从而降低光伏阵列的总体输出功率。同时，由于阴影引起的电池组件的输出功率不均匀，还会给光伏电池组串联电阻产生不均衡，从而影响光伏阵列的整体性能。
2.2阴影模式的影响
阴影的模式不同，对光伏阵列的影响也不同。常见的阴影模式有串联阴影和并联阴影两种。串联阴影是指某些电池组件被阴影遮挡，从而导致整个电池串的输出功率下降；并联阴影是指某些电池组件被阴影遮挡，从而导致相应阴影区域内电池组件的输出功率下降。不同的阴影模式对光伏阵列的影响不同，需要针对不同的阴影模式进行优化措施。
3.光伏阵列输出特性的仿真分析
为了研究局部阴影条件下光伏阵列的输出特性，本论文采用PSCAD软件进行仿真分析。具体仿真步骤如下：
3.1建立光伏阵列模型
首先，建立光伏阵列的仿真模型。采用光伏阵列模型的主要参数，包括光伏电池的开路电压、短路电流、最大功率点电压、最大功率点电流和填充因子等。
3.2设定阴影条件
根据需要研究的阴影条件，设定阴影的位置和面积。可以通过人工设置阴影位置和面积，也可以根据实际情况采集阴影数据。
3.3进行仿真分析
根据设定的阴影条件，进行仿真分析。通过记录光伏阵列的输出功率、电压和电流等参数，分析不同阴影条件下光伏阵列的输出特性。
4.结果与讨论
通过仿真分析，可以得到不同阴影条件下光伏阵列的输出特性曲线。通过对比分析，可以得出以下结论：
4.1阴影面积的影响
阴影面积的增加会导致光伏阵列的输出功率降低。当阴影面积较小时，光伏阵列的输出功率降低较小；当阴影面积较大时，光伏阵列的输出功率显著降低。
4.2阴影位置的影响
阴影位置的不同也会导致光伏阵列的输出功率不同。当阴影出现在光伏阵列中心位置时，对光伏阵列的输出功率影响较大；当阴影分布在光伏阵列边缘位置时，对光伏阵列的输出功率影响较小。
4.3优化措施
针对不同的阴影条件，可以采取不同的优化措施来减小阴影对光伏阵列输出特性的影响。例如，优化逆变器的控制策略可以减小阴影对光伏阵列的电压和电流不均衡影响；优化光伏阵列的布局可以减小阴影面积。
5.结论
通过仿真分析局部阴影条件下光伏阵列的输出特性，本论文得出了阴影面积、阴影位置和阴影模式对光伏阵列的输出特性的影响。通过优化逆变器控制策略和光伏阵列布局，可以减小局部阴影对光伏阵列输出功率的影响，提高光伏发电系统的发电效率和稳定性。
参考文献：
[1]LiY,QuY,ZhouW.SimulationandAnalysisofPhotovoltaicArrayUnderPartialShadingConditions[J].JournalofElectricalEngineeringandAutomation,2016,38(5):38-42.
[2]HaoH,LiuC,ZhangL.SimulationofPhotovoltaicArrayUnderPartialShadingConditions[J].JournalofElectricalEngineeringandAutomation,2018,40(2):56-62.