太陽能光伏陣列故障檢測及仿真分析

【摘要】：目前,能源短缺與環(huán)境問題得到越來越多的關注,太陽能作為一種清潔可再生能源,也逐漸引起了人們的重視。在不遠的將來,太陽能光伏發(fā)電將成為世界能源消費的主要來源之一。光伏發(fā)電系統(tǒng)在運行若干年后,系統(tǒng)中的光伏組件局部區(qū)域會因為氣孔的滲入或擴散而老化,致使組件中的部分電池損壞,使系統(tǒng)的輸出功率下降。熱斑現(xiàn)象是光伏陣列中最常見也最易發(fā)生的故障,它不但會使系統(tǒng)的輸出功率降低,更重要的是若不及時處理,容易損壞光伏組件,同時引發(fā)安全問題。因此,對光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏組件故障進行實時有效的在線檢測顯得十分必要。 在分析比較了現(xiàn)有的幾種檢測方法后,針對處于不同工作狀態(tài)下的太陽能電池板的輸出電流和輸出電壓存在明顯差異這一特征,提出了一種新的基于電流-電壓的故障檢測方法。該方法通過對光伏陣列故障狀態(tài)下引起的輸出電流電壓變化的分析,定位發(fā)生故障的區(qū)域。為了降低故障檢測的誤差,綜合考慮環(huán)境溫度、光照強度和風速等因素的影響,本文在檢測算法中加入了數(shù)據(jù)融合理論。此外,本文還對系統(tǒng)故障檢測成本與檢測精度之間進行了分析,便于在實際故障檢測系統(tǒng)中選取合適的精度及控制成本。 應用MATLAB/Simulink進行故障下的仿真分析,驗證了該方法的可行性。 【關鍵詞】：光伏陣列 光伏模塊 SP結(jié)構(gòu) 故障檢測
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 光伏發(fā)電發(fā)展概況10-14
• 1.2.1 國際光伏發(fā)電發(fā)展10-12
• 1.2.2 我國光伏發(fā)電發(fā)展12-14
• 1.3 光伏發(fā)電技術的研究特點與趨勢14-15
• 1.4 太陽能光伏陣列故障檢測技術研究現(xiàn)狀15
• 1.5 本課題主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 光伏陣列輸出特性及光伏發(fā)電系統(tǒng)17-23
• 2.1 光伏發(fā)電原理17-18
• 2.2 光伏電池的數(shù)學模型18-22
• 2.2.1 光伏電池的伏安特性19-20
• 2.2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)20-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第3章 光伏陣列故障分析23-30
• 3.1 光伏陣列故障類型23-24
• 3.2 熱斑失效分析24-26
• 3.2.1 熱斑失效的原因24-25
• 3.2.2 熱斑失效的原理分析25-26
• 3.3 光伏陣列故障檢測方法26-29
• 3.3.1 基于紅外圖像的光伏陣列故障檢測方法26-27
• 3.3.2 基于CTCT結(jié)構(gòu)的光伏陣列故障檢測方法27-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第4章 基于SP結(jié)構(gòu)的一種新的光伏陣列故障檢測方法30-45
• 4.1 光伏陣列的SP結(jié)構(gòu)30-31
• 4.2 基于SP結(jié)構(gòu)的光伏陣列故障檢測系統(tǒng)31-35
• 4.3 基于數(shù)據(jù)融合的光伏陣列故障檢測算法35-41
• 4.3.1 多傳感器數(shù)據(jù)融合技術35-36
• 4.3.2 Dempster-Shafer證據(jù)理論36-39
• 4.3.3 光伏陣列故障檢測算法流程39-41
• 4.4 分辨度與傳感器數(shù)量的分析41-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第5章 光伏陣列故障仿真分析45-53
• 5.1 光伏陣列系統(tǒng)仿真45-46
• 5.2 光伏陣列的故障仿真46-52
• 5.2.1 開路故障46-48
• 5.2.2 短路故障48-50
• 5.2.3 熱斑現(xiàn)象50-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 第6章 結(jié)論與展望53-55
• 6.1 結(jié)論53
• 6.2 工作展望53-55
• 參考文獻55-58
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果58-59
• 致謝59

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