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中小功率光伏陣列I-V特性測試技術研究

作者: 時間:2012-03-02 來源:網(wǎng)絡 收藏

摘要:這里采用一種基于動態(tài)電容充電方法,結合高速A/D采樣和數(shù)據(jù)處理,實現(xiàn)對的現(xiàn)場。該方法具有安全性高、體積小、成本低、精度高等特點,并可用于更大功率的現(xiàn)場測試。詳細介紹了系統(tǒng)的結構原理和測試方法,并進行了樣機研制和現(xiàn)場測試,實驗結果表明該方法滿足工程應用需求。
關鍵詞:;;動態(tài)充電電容

1 引言
太陽能電池陣列是將太陽能轉換成電能的裝置,是光伏系統(tǒng)的重要組成部分,它決定了光伏系統(tǒng)的發(fā)電量。因此合理配置太陽能電池陣列,提高太陽能電池陣列的轉換效率一直是光伏系統(tǒng)設計的重點。光伏陣列特性曲線測試儀可實現(xiàn)對光伏電站現(xiàn)場的光伏陣列進行特性曲線測試,并可根據(jù)當前輻射強度和太陽電池結溫,進行I-V特性曲線的預估,顯示現(xiàn)場光伏陣列的I-V,P-V等特性曲線、標示最大功率點等,其所提供的數(shù)據(jù)可實際評估光伏電站的發(fā)電功率設計和可能的實際發(fā)電量,是光伏電站系統(tǒng)設計和施工建設的必備測量儀器。

2 光伏陣列的數(shù)學模型及伏安特性
光伏陣列數(shù)學物理模型是研究光伏陣列系統(tǒng)的理論基礎,也是評價光伏陣列性能的重要依據(jù)。通過研究光伏陣列數(shù)學物理模型,可利用現(xiàn)場測試得來的陣列數(shù)學模型推導出不同溫度、光照強度下的陣列數(shù)學模型。估算出任意溫度、光照強度下I-V特性曲線。光伏電池等效電路如圖1所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/194403.htm

a.jpg


由圖1可知其數(shù)學模型為:
b.jpg
式中:I,U分別為輸出電流和電壓;Iph為光生電流;T為電池內(nèi)部溫度;Io為二極管飽和電流;Rs,Rsh分別為內(nèi)部等效串聯(lián)和并聯(lián)電阻;q為電子電荷量;A為二極管系數(shù);k為波爾茲曼常數(shù),k=1.380 58x10-23J。
對式(1)進行推導并簡化,得到工程上常用的光伏電池輸出特性表達式:
c.jpg
根據(jù)式(2)可知,僅需輸入光伏電池常用的特征參數(shù)Uoc,Isc,Um,Im,就可根據(jù)式(2)得出C1,C2的數(shù)值,將C1,C2代入式(2)中第1式便可得光伏電池的特性曲線表達式。

3 測試原理及實現(xiàn)
光伏陣列的I-V特性曲線主要反映其輸出電流與電壓之間的關系,以及輸出能力和非線性特征,如要測試其關系曲線,必須實現(xiàn)輸出電流和電壓全功率范圍的變化并予以合理的數(shù)據(jù)采集和處理,即可實現(xiàn)該陣列的特性曲線測試。


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