發(fā)布時(shí)間：2021-08-17 17:23

　　隨著能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,光伏發(fā)電憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)愈加受到人們的重視。然而,光伏發(fā)電相比其它可再生能源,易受外界條件影響引發(fā)故障,導(dǎo)致發(fā)電效率大幅下降。本文針對(duì)光伏陣列的故障檢測(cè)和診斷展開(kāi)研究,提出了一種新型的SI-SP故障檢測(cè)結(jié)構(gòu),分析了故障對(duì)光伏陣列輸出效率的影響,并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了光伏陣列遮陰程度的診斷,通過(guò)陣列配置優(yōu)化提高了光伏陣列的效率。首先,根據(jù)光伏電池的工作原理建立了光伏電池的工程數(shù)學(xué)模型,分析了影響光伏電池輸出特性的因素。通過(guò)不同光伏電池連接結(jié)構(gòu)差異的對(duì)比和光伏陣列故障檢測(cè)方式的分析,確定了SP結(jié)構(gòu)光伏陣列作為本課題的研究對(duì)象,提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏陣列故障診斷結(jié)構(gòu),為光伏陣列故障診斷的研究奠定了基礎(chǔ)。其次,分析了光伏陣列的故障種類(lèi)和成因,基于傳感器交叉檢測(cè)理論提出了一種新型的SI-SP檢測(cè)方法,該方法相比傳統(tǒng)的檢測(cè)方法,大大減少了電壓傳感器的數(shù)量。在詳細(xì)分析了SI-SP檢測(cè)結(jié)構(gòu)的故障定位過(guò)程的基礎(chǔ)上,利用Matlab/Simulink建立了6*4的SP結(jié)構(gòu)光伏陣列模型,驗(yàn)證了SI-SP結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法的正確性,通過(guò)仿真不同陣列故障,分析了故障對(duì)光伏陣列輸... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

我國(guó)一次能源消耗總量太陽(yáng)能相比其他可再生能源擁有資源無(wú)限性和分布廣泛性[4]

圖 1- 2 我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量 光伏發(fā)電系統(tǒng)存在的效率問(wèn)題目前，制約光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的最大問(wèn)題是效率問(wèn)題[9]。光伏發(fā)電易受外界環(huán)境的影響得光伏系統(tǒng)發(fā)電效率大幅下降。從光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)看，光伏系統(tǒng)發(fā)電效率的影響因素[1以下幾點(diǎn)：光電池的光電轉(zhuǎn)換效率、光伏陣列的結(jié)構(gòu)、光伏陣列中電池輸出特性的匹配因素（溫度、遮陰、灰塵、風(fēng)速等）、最大功率點(diǎn)跟蹤效率、逆變器的轉(zhuǎn)換效率等。在實(shí)際應(yīng)用中，光伏陣列受環(huán)境影響出現(xiàn)效率損失是光伏系統(tǒng)效率下降的主要原因。由知，受環(huán)境因素的影響，光伏系統(tǒng)的實(shí)際效率只有光伏組件效率的 80%[13]左右，即光伏 20%的效率損失。研究發(fā)現(xiàn)，由遮陰引發(fā)的失配問(wèn)題[14]是導(dǎo)致光伏系統(tǒng)效率損失的最主要現(xiàn)象指的是光伏陣列中組件由于局部遮陰、灰塵覆蓋、老化[15][16]等原因?qū)е螺敵鎏匦圆灰l(fā)光伏陣列出現(xiàn)效率損失。當(dāng)失配現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，光伏陣列的發(fā)電效率會(huì)顯著下降。文于“卡塔爾-多哈”的大型光伏電站進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示每天由灰塵帶來(lái)的效率損%-0.8%/天）。日本學(xué)者的研究結(jié)果顯示，在日本由于積塵導(dǎo)致的光伏陣列效率損失[18]。據(jù)美國(guó)學(xué)者統(tǒng)計(jì)，在加利福尼亞積塵造成光伏陣列的效率損失為 11.5%[19]。此外，件還會(huì)發(fā)生熱斑效應(yīng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的可靠性和壽命，極端情況下失配甚至?xí)l(fā)火災(zāi)。

保證陣列以最大功率點(diǎn)輸出。文獻(xiàn)[22]提出了一種基于“數(shù)獨(dú)拼案，利用數(shù)獨(dú)各行與各列不重復(fù)的原則，將遮陰組件均勻分布在 T TCT 陣列的發(fā)電效率。文獻(xiàn)[23]提出了一種基于遺傳算法的陣列效率。陣列效率的研究相比國(guó)外雖然起步較晚，但是對(duì)其研究正在逐步開(kāi)管的配置、光伏陣列的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、陣列的動(dòng)態(tài)重構(gòu)等方面研究了失法。文獻(xiàn)[24]從控制熱斑效應(yīng)和旁路二極管安全性的角度出發(fā)，討論文獻(xiàn)[25]結(jié)合特定的陰影模式配置旁路二極管，提高了光伏陣列的BL 三種不同的陣列拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，比較其在失配情形下陣列的效率， TCT 結(jié)構(gòu)在工程上難以發(fā)展成大規(guī)模陣列，有其局限性。文獻(xiàn)[27的串引入補(bǔ)償電路對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，減小了陣列的失配問(wèn)題，從而提 1-3 所示。文獻(xiàn)[28]提出了一種光強(qiáng)均衡算法來(lái)提升陣列效率，該算來(lái)實(shí)現(xiàn)電流補(bǔ)償，減小了陰影的影響。文獻(xiàn)[29]提出了一種模糊算法響，通過(guò)引入補(bǔ)償組件對(duì)陣列進(jìn)行補(bǔ)償。局部補(bǔ)償雖然可以緩解失成了資源的浪費(fèi)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種PSO-SVM的光伏陣列故障檢測(cè)與分類(lèi)[J]. 林培杰,陳志聰,吳麗君,程樹(shù)英.  福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[2]一種新型光伏陣列多傳感器故障檢測(cè)定位方法[J]. 張曉娜,高德東,劉海雄,葉軍,王珊.  可再生能源. 2016(02)
[3]太陽(yáng)能光伏電池工程用數(shù)學(xué)模型的研究[J]. 彭湃,程漢湘,陳杏燦,李蕾.  廣東電力. 2015(10)
[4]中國(guó)能源消費(fèi)面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)和存在的主要問(wèn)題[J]. 王征.  經(jīng)濟(jì)研究參考. 2015(24)
[5]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏陣列智能故障診斷[J]. 張文瑾,葛強(qiáng),黃澄揚(yáng),周晨,葛中強(qiáng).  揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(01)
[6]國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和亟待解決的問(wèn)題 訪(fǎng)國(guó)網(wǎng)能源研究院副院長(zhǎng)蔣莉萍[J]. 崔巖.  電氣應(yīng)用. 2015(01)
[7]陰影遮蔽條件下光伏陣列的可重構(gòu)優(yōu)化配置方法[J]. 李銳華,閆宇星,胡波.  電網(wǎng)與清潔能源. 2014(07)
[8]常見(jiàn)光伏陣列拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析[J]. 丁坤,王祥,徐俊偉,張經(jīng)煒,翟泉新.  電網(wǎng)與清潔能源. 2014(03)
[9]光伏發(fā)電發(fā)展趨勢(shì)分析[J]. 章激揚(yáng),李達(dá),楊蘋(píng),許志榮,周少雄.  可再生能源. 2014(02)
[10]光伏發(fā)電并網(wǎng)效率提升的關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 曲洪達(dá),白愷,李智,宗瑾,張改利,翟化欣.  華北電力技術(shù). 2014(01)

博士論文
[1]光伏發(fā)電系統(tǒng)效率提高理論方法及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 朱艷偉.華北電力大學(xué) 2012
[2]光伏陣列故障狀態(tài)的識(shí)別研究[D]. 王培珍.合肥工業(yè)大學(xué) 2005

碩士論文
[1]光伏陣列的模型仿真及其均衡補(bǔ)償[D]. 楊莉萍.北方工業(yè)大學(xué) 2016
[2]可拓?fù)渲貥?gòu)的光伏陣列故障診斷方法研究[D]. 張朝.廣西大學(xué) 2016
[3]基于數(shù)據(jù)挖掘的光伏陣列故障診斷研究[D]. 姜棟瀟.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[4]光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率研究[D]. 柴亞盼.北京交通大學(xué) 2014
[5]光伏組件局部陰影下熱斑診斷及優(yōu)化控制[D]. 周笛青.上海大學(xué) 2013
[6]太陽(yáng)能光伏陣列故障檢測(cè)及仿真分析[D]. 唐佳能.華北電力大學(xué) 2012
[7]基于復(fù)合信息融合技術(shù)的光伏陣列故障診斷研究[D]. 鐘丹.天津大學(xué) 2012
[8]局部陰影條件下基于模糊控制的光伏陣列重構(gòu)系統(tǒng)的研究[D]. 龐志超.天津大學(xué) 2010
[9]基于太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究[D]. 閆士職.西南交通大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3348178