新型MPPT研究局部阴影下串联光伏电池_王潇然.pdf

简介：
太阳能发电技术发展近年来，随着可再生能源技术的迅速发展，光伏发电已成为一种重要的清洁能源。根据统计数据显示，其年复合增长率高达15%。值得注意的是，在过去几十年中，这一增长趋势持续呈高幅度。伴随技术的不断进步，光伏发电系统的架构正在向更大规模、更规范化的电网接入系统转型。然而，受天气条件（如云层覆盖）、地物遮挡以及地形影布等因素影响，光伏电站的实际出力往往呈现较大的波动性，这对电网运行稳定性提出了严峻挑战。因此，在深入理解分布式光伏并网发电系统的运行特性基础上，建立与之交互作用的数学模型成为该领域研究的核心内容之一。在局部阴影条件下，光伏电池阵列的功率输出特性呈现明显的转变。尤其是串联型电池阵列，在部分组件遭受遮挡时会显现多峰特性，这使得传统的最大功率点跟踪技术（MPPT）无法实现最大功率追踪。该技术在动态适应太阳能电池工作状态方面发挥着关键作用，其核心在于根据光照条件实时调整工作参数，以实现系统输出的最大功率。文章作者王潇然与边敦新在MatlabSimulink平台上开发了两个串联式光伏电池模型，并通过模拟局部阴影变化来观察其性能。研究发现，在局部阴影条件下，P-U曲线呈现出双峰特征，其中前一个峰值的功率值不受阴影大小的影响，而后一峰值则位于串联光伏电池工作点附近。基于这一特性，他们提出了一种假设：在MPPT算法设计中可以将此双峰曲线简化为单峰处理以提高算法效率。 基于仿真研究，本文作者对电导递增法进行了优化创新，提出了一个专门针对串并网光伏电池组适应性较强的动态最大功率跟踪方法。该算法的主要目标是克服现有MPPT技术在复杂光照环境中的不足，有效提升其输出效率，并以更高精度实现最大功率追踪目标。现有研究表明，现有研究主要聚焦于局部阴影对光伏阵列输出的影响及其影响机制。然而，这些研究均缺乏切实可行的解决方案以改善能量转化效率。相比之下，本研究则不仅深入分析了阴影对串联光伏电池特性的具体影响，并通过仿真实验提出了一种新的Maximum Power Point Tracking（MPPT）策略，同时进行了系统的验证与评估。该方法有望通过优化能量收集方式，在阴影环境下显著提升光伏系统效率，同时降低功率损失程度，从而为太阳能电池的实际应用性能优化提供重要的技术支撑和理论指导。本研究关注于局部阴影环境下串联光伏组件组态下的输出特性分析，并通过构建基于MatlabSimulink的仿真实验平台深入剖析了该类电路特性的内在机理。在此基础上提出了具有创新性的动态跟踪调节方法，这种方法不仅提升了系统的运行效能，还显著增强了其稳定性和可靠性。这种改进型自适应控制策略不仅提升了系统的运行效能，还显著增强了其稳定性和可靠性，并对推动可再生能源的大规模应用和智能电网建设具有重要的理论价值和现实意义。