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基于主成分分析和马氏距离的光伏系统健康状态研究 被引量:13
1
作者 丁坤 刘振飞 +2 位作者 高列 樊嘉杰 茅静 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第1期1-7,共7页
为准确评估光伏系统的性能状态,保障电网的安全运行,首先,以预测与健康管理技术为基础,利用多元统计分析理论,建立基于主成分分析和马氏距离的光伏系统健康状态评估方法,采用主成分分析对原始多维输入变量进行预处理,利用马氏距离表征... 为准确评估光伏系统的性能状态,保障电网的安全运行,首先,以预测与健康管理技术为基础,利用多元统计分析理论,建立基于主成分分析和马氏距离的光伏系统健康状态评估方法,采用主成分分析对原始多维输入变量进行预处理,利用马氏距离表征光伏系统的健康程度;然后,通过旁路实验和模拟灰尘实验验证了该光伏系统健康状态评估方法能够避免PR方法评价结果的"伪正常"现象;最终,通过实验对该光伏系统健康状态评估方法与PR方法进行对比分析。研究结果表明,与PR方法相比,该光伏系统健康状态评估方法能够更加灵敏、准确地反映光伏系统的性能状态。 展开更多
关键词 光伏系统 预测与健康管理技术 健康状态 主成分分析 马氏距离 光伏系统性能比
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基于希尔伯特黄变换和灰色关联度的光伏系统健康状态研究 被引量:3
2
作者 丁坤 陈富东 李元良 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第3期342-348,共7页
针对传统光伏系统性能评估方法的单一与不足,基于健康管理技术,提出一种新型光伏系统健康状态评估方法。通过希尔伯特黄变换解决非平稳随机信号在特征提取过程中难以获取准确特征值的问题,利用灰色关联理论分析光伏系统当前状态和理论... 针对传统光伏系统性能评估方法的单一与不足,基于健康管理技术,提出一种新型光伏系统健康状态评估方法。通过希尔伯特黄变换解决非平稳随机信号在特征提取过程中难以获取准确特征值的问题,利用灰色关联理论分析光伏系统当前状态和理论状态的关联程度,从而计算光伏系统的健康指数,用以表征该系统当前的健康程度。这样解决了利用PR判别方法对轻微故障进行评估时,由于评估结果准确度较低而导致误判现象发生的问题。实验结果表明,该健康状态评估方法的评估结果具有较高的有效性和准确性,为提高光伏系统的发电效率,保障光伏电站的安全运行提供了有利的支撑。 展开更多
关键词 光伏系统 健康状态 希尔伯特黄变换 灰色关联分析 光伏系统性能比
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小型光伏系统故障诊断方法研究 被引量:4
3
作者 丁坤 冯莉 +2 位作者 王祥 覃思宇 翟泉新 《电网与清洁能源》 北大核心 2015年第5期74-78,共5页
提出一种小型光伏系统故障诊断方法,利用自行研制的数据采集系统实时采集光伏系统的数据,通过阵列捕获损耗、系统损耗的理论值和实测值的偏差及各路分支的电流比,电压比与其相应参考阈值的对比,实现交直流两侧故障类型的判定和定位,并... 提出一种小型光伏系统故障诊断方法,利用自行研制的数据采集系统实时采集光伏系统的数据,通过阵列捕获损耗、系统损耗的理论值和实测值的偏差及各路分支的电流比,电压比与其相应参考阈值的对比,实现交直流两侧故障类型的判定和定位,并选取了开路和阴影遮挡2种故障对该方法进行了实验验证。实验结果表明:提出的故障诊断方法能根据系统出现的异常数据,快速地判定系统的故障类型及位置,及时做出报警,具有较高的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 光伏系统 捕获损失 系统损失 故障诊断
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基于快速过采样主成分分析法的光伏阵列故障诊断 被引量:30
4
作者 李元良 丁坤 +1 位作者 陈富东 丁汉祥 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期308-315,共8页
针对光伏阵列出现的组件阴影遮挡、短路与断路等故障,提出一种基于快速过采样主成分分析(over-sampling principal component analysis,OS-PCA)算法的光伏阵列故障诊断方法,实现故障检测与故障识别。通过检测各组串电流信号,利用快速OS-... 针对光伏阵列出现的组件阴影遮挡、短路与断路等故障,提出一种基于快速过采样主成分分析(over-sampling principal component analysis,OS-PCA)算法的光伏阵列故障诊断方法,实现故障检测与故障识别。通过检测各组串电流信号,利用快速OS-PCA算法计算各组串异常度,从而检测出故障串;通过误差补偿对光伏阵列工程模型进行优化,并通过分析故障时阵列工作点状态来识别故障类型。实验表明,该故障诊断方法可有效诊断出多变环境下组件阴影遮挡、短路、断路等故障,此外该方法在计算量以及内存占用上具有较强优势,适用于大型光伏电站的实时监控。 展开更多
关键词 光伏阵列 故障诊断 故障检测 故障识别 实时监控
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一种光伏组件输出功率的估算模型 被引量:12
5
作者 丁坤 翟泉新 +2 位作者 张经炜 王祥 徐俊伟 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第3期275-278,共4页
根据简化的太阳能电池模型,结合IEC60891关于任意条件下光伏组件的短路电流和开路电压的校正公式,提出了一种光伏组件输出功率估算模型。利用该模型估算了光伏组件在晴天、阴天、多云天气的输出功率,并与户外测试平台上实测组件的输出... 根据简化的太阳能电池模型,结合IEC60891关于任意条件下光伏组件的短路电流和开路电压的校正公式,提出了一种光伏组件输出功率估算模型。利用该模型估算了光伏组件在晴天、阴天、多云天气的输出功率,并与户外测试平台上实测组件的输出功率数据进行对比分析,验证了所提出的估算模型具有良好的精度与稳定性。 展开更多
关键词 功率估算模型 光伏组件 太阳能电池
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基于改进导航圆算法的光伏阵列清扫机器人路径跟踪控制 被引量:12
6
作者 丁坤 王立 +2 位作者 张经炜 李辰阳 翁帅 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期190-196,共7页
为解决光伏阵列清扫机器人行进时易受组件间边框和光滑组件表面的影响,出现偏移原轨迹的问题,首先给出针对光伏阵列清扫机器人的运动学模型和超宽带定位系统,之后通过仿真分析原导航圆算法机器人调节距离较长的问题,提出一种基于改进导... 为解决光伏阵列清扫机器人行进时易受组件间边框和光滑组件表面的影响,出现偏移原轨迹的问题,首先给出针对光伏阵列清扫机器人的运动学模型和超宽带定位系统,之后通过仿真分析原导航圆算法机器人调节距离较长的问题,提出一种基于改进导航圆算法的光伏阵列清扫机器人路径跟踪算法,对原导航圆算法的纠偏角重新修正,然后对修正后的纠偏角进行调节,直至机器人回到目标路径上。试验结果表明,该控制方法相对于原导航圆算法,调节距离缩减50%以上,有效地提升了调整效率。 展开更多
关键词 光伏阵列 清扫机器人 超宽带 路径跟踪 定位 导航圆
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基于I-V特性灰色关联分析的光伏阵列健康状态评估 被引量:19
7
作者 丁坤 陈富东 +5 位作者 翁帅 张经炜 冯莉 李元良 陈曦晖 陈翔 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期3087-3095,共9页
针对光伏阵列故障和异常状态的性能评估问题,文章运用健康管理理论和数据挖掘技术提出了一种基于电流-电压(I-V)特性灰色关联分析的光伏阵列健康状态评估方法。首先对光伏阵列的仿真模型进行研究,通过数值计算的方法提高仿真的速度,然... 针对光伏阵列故障和异常状态的性能评估问题,文章运用健康管理理论和数据挖掘技术提出了一种基于电流-电压(I-V)特性灰色关联分析的光伏阵列健康状态评估方法。首先对光伏阵列的仿真模型进行研究,通过数值计算的方法提高仿真的速度,然后利用粒子群优化算法提取模型参数,并利用灰色关联分析方法对光伏阵列的健康状态进行评估,进而计算其健康指数,定量描述光伏阵列的健康状态。仿真与实验结果表明,文章所提的光伏阵列健康状态评估方法可有效而准确地描述光伏阵列的健康状态,有助于指导光伏电站维护人员进行电站维护,确保光伏电站的安全运行。 展开更多
关键词 I-V曲线 灰色关联分析 健康状态 光伏阵列
原文传递
一种户外光伏组件测试平台研制 被引量:12
8
作者 张经炜 丁坤 +1 位作者 卞新高 徐俊伟 《电子测量技术》 2013年第7期93-96,111,共5页
在传统工作模式电子负载的基础上提出的一种户外光伏组件测试平台,以自动切换工作模式的可编程电子负载为核心,实现了对光伏组件IV特性曲线更加精确而完整地测量。它可根据用户设定,使光伏组件在户外环境下,长期保持设定工作状态,并实... 在传统工作模式电子负载的基础上提出的一种户外光伏组件测试平台,以自动切换工作模式的可编程电子负载为核心,实现了对光伏组件IV特性曲线更加精确而完整地测量。它可根据用户设定,使光伏组件在户外环境下,长期保持设定工作状态,并实时监测其输出特性。大量存储的IV特性曲线及环境参数数据,有助于分析光伏组件户外实际工作性能。光伏系统设计人员通过对比不同类型组件户外特性,针对特定工作环境选择适合的组件。平台同时也为光伏组件生产商提供了评估产品的可靠依据。 展开更多
关键词 光伏组件 户外测试 IV特性曲线测量
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基于S-Function Builder的光伏阵列仿真模型 被引量:6
9
作者 丁坤 张经炜 +2 位作者 翟泉新 王祥 徐俊伟 《电网与清洁能源》 2014年第5期66-69,78,共5页
基于MATLAB/Simulink中的S-Function Builder模块,所建立的光伏组件仿真模型利用C语言将简化的光伏组件数学模型编程,再与其他Simulink模块连接成电路以仿真电路性能。该仿真模型输出结果与户外实测光伏组件电流电压特性曲线比较结果显... 基于MATLAB/Simulink中的S-Function Builder模块,所建立的光伏组件仿真模型利用C语言将简化的光伏组件数学模型编程,再与其他Simulink模块连接成电路以仿真电路性能。该仿真模型输出结果与户外实测光伏组件电流电压特性曲线比较结果显示出了良好的一致性,最大功率点处误差最大约为1.8%,可满足科研精度的要求。特别是该光伏组件仿真模型还可在Simulink中串联为光伏阵列,并对局部阴影下光伏阵列输出特性进行较好的仿真。 展开更多
关键词 光伏阵列模型 S-FUNCTION BUILDER SIMULINK
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非均匀辐照下TCT结构光伏阵列输出特性研究 被引量:6
10
作者 丁坤 顾鸿烨 +3 位作者 陈富东 李元良 茅静 江竞宇 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第4期500-504,共5页
网络状连接方式(Total-Cross-Tied,TCT)结构光伏阵列在组件表面辐照度轻度不均匀情况下输出稳定性最优,其阵列输出特性具有重要的研究意义。文章以一种基于Matlab/Simulink中S-Function Builder模块建立的光伏组件仿真模型为基础,从组... 网络状连接方式(Total-Cross-Tied,TCT)结构光伏阵列在组件表面辐照度轻度不均匀情况下输出稳定性最优,其阵列输出特性具有重要的研究意义。文章以一种基于Matlab/Simulink中S-Function Builder模块建立的光伏组件仿真模型为基础,从组件电流电压变化的角度分析了TCT结构光伏阵列在非均匀辐照下的输出特性曲线,结果表明:TCT结构光伏阵列在不同失配条件下具有不同输出特点,为以后电站的建设规划与运营维护提供了参考依据。 展开更多
关键词 非均匀辐照 TCT结构光伏阵列 电压电流输出特性
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常见光伏阵列拓扑结构分析 被引量:6
11
作者 丁坤 王祥 +2 位作者 徐俊伟 张经炜 翟泉新 《电网与清洁能源》 2014年第3期114-118,共5页
太阳能光伏发电系统作为一个复杂系统,其中光伏阵列拓扑结构对整个系统的成本和效率有着重要的影响,它也关系着发电系统能否经济可靠地运行。对比分析了几种常见的光伏阵列拓扑结构,并对常见失配条件下阵列输出功率的仿真结果进行分析... 太阳能光伏发电系统作为一个复杂系统,其中光伏阵列拓扑结构对整个系统的成本和效率有着重要的影响,它也关系着发电系统能否经济可靠地运行。对比分析了几种常见的光伏阵列拓扑结构,并对常见失配条件下阵列输出功率的仿真结果进行分析。分析研究表明阵列拓扑结构对光伏系统输出功率和成本有很大影响,这些研究为光伏阵列拓扑的设计提供了参考。 展开更多
关键词 光伏发电 光伏阵列拓扑 最大输出功率
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基于模糊聚类的光伏组件功率输出模型研究 被引量:3
12
作者 丁坤 高列 +3 位作者 茅静 刘振飞 覃思宇 冯莉 《电网与清洁能源》 北大核心 2016年第8期100-104,共5页
在光伏组件工程用功率输出模型的基础上提出了一种改进模型。基于模糊聚类方法将多晶硅组件户外测试数据、环境参数以天为单位聚类,聚类结果为晴天、多云、阴天、雨天、多云转阴和多云转雨。再由每一类聚类结果依次分析组件输出功率与... 在光伏组件工程用功率输出模型的基础上提出了一种改进模型。基于模糊聚类方法将多晶硅组件户外测试数据、环境参数以天为单位聚类,聚类结果为晴天、多云、阴天、雨天、多云转阴和多云转雨。再由每一类聚类结果依次分析组件输出功率与组件温度以及太阳辐照度之间关系,最后验证了该模型的准确性。 展开更多
关键词 功率输出模型 光伏组件 改进模型 模糊聚类
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基于模糊C均值聚类的光伏组件发电量预测 被引量:6
13
作者 王越 丁坤 +2 位作者 冯皓 丁汉祥 邵志雄 《广东电力》 2018年第4期43-48,共6页
光伏组件发电量预测是光伏系统发电量预测的基础,为此,基于模糊C均值聚类,针对3种典型天气,即晴天、阴天和雨天,结合向量给出了相应天气突变情况的判断方法,根据天气情况选取对应的光伏组件输出功率模型进行组件发电量预测,每次预测间隔... 光伏组件发电量预测是光伏系统发电量预测的基础,为此,基于模糊C均值聚类,针对3种典型天气,即晴天、阴天和雨天,结合向量给出了相应天气突变情况的判断方法,根据天气情况选取对应的光伏组件输出功率模型进行组件发电量预测,每次预测间隔为10 min。验证结果表明,优化的光伏组件功率输出模型和发电量预测方法预测精度高,晴天的预测误差为1.1%,阴天为3.76%,雨天为9.2%,复杂天气下为4.22%,验证了所提出的优化的光伏组件输出功率模型和发电量预测方法的有效性,满足功率预测误差要求。 展开更多
关键词 光伏组件 天气突变 输出功率模型 发电量预测 模糊C均值聚类
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光伏阵列运行过程中温度及功率特性研究 被引量:4
14
作者 刘升 张宇 白建波 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2014年第9期156-160,共5页
建立了光伏电池组件的热电耦合模型,在实测气象参数的基础上,利用上述模型研究了环境温度和风速对光伏电池组件温度和功率的影响规律,并将仿真值与实测值进行了对比。从仿真值中可以发现,环境温度越低组件的温度也越低,不同环境温度下... 建立了光伏电池组件的热电耦合模型,在实测气象参数的基础上,利用上述模型研究了环境温度和风速对光伏电池组件温度和功率的影响规律,并将仿真值与实测值进行了对比。从仿真值中可以发现,环境温度越低组件的温度也越低,不同环境温度下组件的温差基本等于环境温差。不同环境温度下组件的功率差随着辐照度的变化而变化,辐照度越大不同环境温度下组件的功率差也就越大。风速对组件温度和功率有一定的影响。组件的温度随着风速的增加而降低。 展开更多
关键词 光伏组件 气象参数 模拟 温度 功率
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基于分层代价地图的光伏电站清扫机器人导航方法 被引量:4
15
作者 丁坤 黎彰 +2 位作者 张经炜 王立 刘永杰 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期105-112,共8页
为更好地解决光伏电站清扫机器人工作时因缺少有效边界检测导致的跌落问题,并满足全覆盖清扫工作的需求,提出一种基于分层代价地图的导航方法。在传统分层代价地图的图层上,根据对光伏电站清扫机器人工作环境的分析,增加光伏阵列边界图... 为更好地解决光伏电站清扫机器人工作时因缺少有效边界检测导致的跌落问题,并满足全覆盖清扫工作的需求,提出一种基于分层代价地图的导航方法。在传统分层代价地图的图层上,根据对光伏电站清扫机器人工作环境的分析,增加光伏阵列边界图层,建立清扫区域,使机器人工作空间约束在光伏阵列内;采用弓字形清扫路径和多点巡航清扫策略相结合的导航方法,实现清扫区域全遍历;同时引进第二轮清扫判断,去除阵列表面的残留污染物,提高了机器人的清扫效率。试验结果表明,所提出的导航方法解决了光伏电站清扫机器人工作时因缺少有效边界检测导致的跌落问题,并可以有效地完成全覆盖清扫工作。 展开更多
关键词 光伏电站清扫机器人 分层代价地图 边界图层 多点巡航 导航
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基于改进混沌粒子群算法的光伏阵列建模方法研究 被引量:5
16
作者 丁坤 翁帅 +2 位作者 张经炜 李辰阳 王立 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期324-332,共9页
准确地建立光伏阵列模型对光伏电站性能分析具有十分重要的意义。由于传统光伏阵列建模方法具有模型参数计算困难、计算结果精度低、对铭牌参数依赖性高等不足,导致传统光伏阵列模型具有适应性差等。文章从实测数据出发,提出了一种基于... 准确地建立光伏阵列模型对光伏电站性能分析具有十分重要的意义。由于传统光伏阵列建模方法具有模型参数计算困难、计算结果精度低、对铭牌参数依赖性高等不足,导致传统光伏阵列模型具有适应性差等。文章从实测数据出发,提出了一种基于改进混沌粒子群算法的光伏阵列建模方法。模拟结果表明,相比于传统的建模方法,基于改进混沌粒子群算法的光伏阵列模型模拟结果的精度较高,更符合光伏阵列的实际输出特性,且不依赖于出厂参数,因此,适应性较好,并具有操作简单、易于实现的优点。 展开更多
关键词 光伏阵列 实测数据 改进混沌粒子群算法 建模方法
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常见光伏阵列拓扑重构方法综述 被引量:2
17
作者 丁坤 王祥 +2 位作者 翟泉新 徐俊伟 张经炜 《机电工程》 CAS 2014年第4期507-511,共5页
针对光伏发电系统中由于环境和光伏系统本身失配造成的输出功率降低问题,将系统拓扑重构技术应用到光伏发电系统中。在应对失配条件时,目前常采用的增加光伏系统输出功率的方法是使用改进的最大功率跟踪方法,然而该类方法已被广泛研究... 针对光伏发电系统中由于环境和光伏系统本身失配造成的输出功率降低问题,将系统拓扑重构技术应用到光伏发电系统中。在应对失配条件时,目前常采用的增加光伏系统输出功率的方法是使用改进的最大功率跟踪方法,然而该类方法已被广泛研究和渐趋成熟,而为了使得光伏系统的输出性能更加优化,对光伏系统拓扑结构的研究已日益受到关注,不同工作环境下对光伏系统的拓扑结构进行重构的方法对于整个光伏系统输出性能的提高有着重大意义。开展了常用光伏阵列拓扑结构重构策略的研究,对其优缺点进行了对比分析,在此基础上,对各种光伏阵列拓扑重构方法进行了评估。研究结果表明,面对不同工作环境时选择合适的光伏阵列拓扑结构,从而可以有效提高光伏阵列的输出特性。 展开更多
关键词 光伏系统 失配 阵列拓扑
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基于图像奇异值分解的局部遮挡光伏阵列输出特性建模研究 被引量:3
18
作者 丁坤 刘增泉 +2 位作者 张经炜 杨泽南 李喆雨 《综合智慧能源》 CAS 2023年第2期53-60,共8页
为精确评估复杂局部遮挡状态下光伏阵列的发电性能,提出一种基于图像奇异值分解的光伏阵列输出特性建模方法。通过鲸鱼优化-随机奇异值分解准确提取遮挡类型、轮廓特征,精确定位遮挡至电池片,提取遮挡在每个电池片中占比以构建遮挡状态... 为精确评估复杂局部遮挡状态下光伏阵列的发电性能,提出一种基于图像奇异值分解的光伏阵列输出特性建模方法。通过鲸鱼优化-随机奇异值分解准确提取遮挡类型、轮廓特征,精确定位遮挡至电池片,提取遮挡在每个电池片中占比以构建遮挡状态矩阵;基于单二极管模型,根据遮挡状态矩阵建立光伏阵列局部遮挡模型,实现光伏阵列输出电流-电压特性的快速、准确计算,可为利用光伏电站现场监控照片或视频评估光伏电站发电性能提供应用基础。 展开更多
关键词 光伏发电 光伏阵列 局部遮挡 鲸鱼优化 随机奇异值分解 图像处理 输出特性 现场监控
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光伏组件直流模块的控制策略研究
19
作者 丁坤 徐俊伟 +2 位作者 彭韬 卞新高 张经炜 《电子设计工程》 2014年第6期24-26,共3页
在非理想工况下,光伏阵列的多峰现象会使得输出功率大幅下降,严重影响整个光伏发电系统的工作效率。为保证每个组件在不同工况下都能运行在各自的最大功率点处,提出一种基于双开关管的Buck-Boost直流斩波电路的光伏组件优化器,能够根据... 在非理想工况下,光伏阵列的多峰现象会使得输出功率大幅下降,严重影响整个光伏发电系统的工作效率。为保证每个组件在不同工况下都能运行在各自的最大功率点处,提出一种基于双开关管的Buck-Boost直流斩波电路的光伏组件优化器,能够根据设计的控制策略自动切换工作模式和寻找最大功率点。实验验证了该控制策略的有效性和高效性。 展开更多
关键词 非理想工况 最大功率点 组件优化器 控制策略
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计及反射辐射的分布式光伏阵列建模研究 被引量:6
20
作者 吴佳兵 丁坤 +1 位作者 陈富东 张经炜 《可再生能源》 CAS 北大核心 2020年第2期233-238,共6页
针对分布式光伏阵列传统建模方法不能考虑阵列自身安装特点及周边复杂太阳辐射环境,从而导致模型不准确的缺陷,文章提出了一种计及反射辐射的光伏阵列建模方法。利用气象站采集数据,通过研究建筑物立面对光伏阵列产生的反射辐射,建立了... 针对分布式光伏阵列传统建模方法不能考虑阵列自身安装特点及周边复杂太阳辐射环境,从而导致模型不准确的缺陷,文章提出了一种计及反射辐射的光伏阵列建模方法。利用气象站采集数据,通过研究建筑物立面对光伏阵列产生的反射辐射,建立了反射辐射模型。同时,根据太阳位置、建筑物以及光伏阵列相对位置关系,分析建筑物对光伏电站的遮挡影响,建立了复杂环境下光伏阵列辐射模型。以光伏组件的输出数学模型为基础,结合光伏阵列的安装方式,通过叠加法得到光伏阵列输出模型,并通过实验验证了模型精度。 展开更多
关键词 光伏阵列数学模型 反射辐射 辐射模型 直散分离模型 I-V特性曲线
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