光伏电池的六参数模型研究

【摘要】：光伏阵列是太阳能发电系统的核心部件,通常是由光伏电池串联或并联组成。为了获得最优化参数和更高的能源效率,光伏电池的仿真建模以及模型中的参数提取十分重要。在光伏电池的建模中,含有五个电池参数的单二极管模型是最简单,也是应用最广泛的模型。但它对非晶硅电池的电流电压(VI?)特性预测却存在较大误差。这可能是由于忽略了串联电阻与电池温度的关系。因此,本文主要研究串联电阻的建模问题。本文研究了串联电阻与电池温度的关系,分别利用Chebyshev多项式和Padé逼近建立了串联电阻关于电池温度的显示表达式,进而分别利用Chebyshev多项式和Padé逼近建立了两种六参数模型,即在原有的五参数模型的基础上引入了一个新的参数:串联电阻的温度系数。针对不同类型的硅太阳能电池,如单晶硅、多晶硅、薄膜硅和三结非晶硅太阳能电池,利用工程方程求解器(EES)和Matlab软件对两种六参数模型进行了电流电压特性和最大功率的仿真验证。仿真结果表明本文提出的两个六参数模型计算复杂度适中、精度较高、适用范围较广的有效的参数提取模型。特别值得一提的是,基于Padé逼近的六参数模型公式更简单,并且在所有参数模型中,对Solarex MSX-64的预测精度最高。 【关键词】：光伏电池 VI?特性曲线 六参数模型 串联电阻 Chebyshev多项式 Padé逼近
【学位授予单位】：渤海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-12
• 1.1 光伏发电的研究意义和重要性9
• 1.2 太阳能发电系统9
• 1.3 单二极管模型9-10
• 1.4 串联电阻与温度的依赖关系分析10-11
• 1.5 本文的主要研究内容和意义11-12
• 2 单二极管模型的数学建模12-15
• 3 基于Chebyshev多项式的六参数模型15-34
• 3.1 Chebyshev多项式的基本概念及其算法15-16
• 3.2 应用Chebyshev多项式提取串联电阻16-17
• 3.3 基于Chebyshev多项式的六参数模型17-19
• 3.4 仿真与结果分析19-32
• 3.5 本章小结32-34
• 3.5.1 基于Chebyshev多项式的六参数模型的有效性32-33
• 3.5.2 基于Chebyshev多项式的六参数模型存在的不足33-34
• 4 基于一级padé 逼近的六参数模型34-51
• 4.1 padé 逼近的意义及其概念34-36
• 4.2 基于一级Padé 逼近的六参数模型36-37
• 4.2.1 基于一级Padé 逼近的串联电阻模型36-37
• 4.2.2 基于一级Padé 逼近的六参数模型37
• 4.3 仿真分析37-50
• 4.4 本章小结50-51
• 总结与展望51-52
• 参考文献52-55
• 发表论文情况55-56
• 致谢56-57

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