基于曲線擬合的局部陰影條件下光伏陣列建模

13600字 41頁 原創(chuàng)作品已通過查重系統(tǒng)


摘 要

面對日益嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)與能源危機(jī)開發(fā)出環(huán)保的新能源迫在眉睫。太陽能作為一種無污染的可再生能源得到了重視。太陽能與現(xiàn)有的能源不同，它取之不盡用之不竭，只要有能夠?qū)μ柲芨咝Ю玫脑O(shè)施就可以比較理想的利用太陽能。只是它也有一個傳統(tǒng)能源不存在的缺點(diǎn)，隨機(jī)性太強(qiáng)。它的隨機(jī)性主要來源于太陽光的隨機(jī)性。在某個時間照射在太陽能電池板上的太陽光或者說是光能是隨機(jī)的，它受環(huán)境影響較大。在某一時刻太陽光可能受到天上的云的遮擋，建筑物的遮擋，異物或者生物的遮擋等等一些可預(yù)料或者不可預(yù)料的因素。所以即使在同一時刻同一地點(diǎn)同一塊太陽能電池板所接受到的光照也并不相同，從而輸出也有很大的不同?；谏厦孢@些原因需要對不同情況下的光伏電池板建立不同的模型以便對太陽能電池的更好的控制或?qū)敵龅念A(yù)測。
現(xiàn)有的對陰影條件下的光伏陣列機(jī)理模型多為分段函數(shù)形式，較為復(fù)雜。為了更好地研究局部陰影條件下的光伏陣列工作運(yùn)行情況本文提出采用傅里葉函數(shù)作為光伏陣列并使用曲線擬合的方法對陰影條件下光伏陣列進(jìn)行非機(jī)理建模。該模型主要改進(jìn)了局部陰影條件下的光伏陣列的機(jī)理模型，獲取光伏陣列的輸出數(shù)據(jù)并進(jìn)行線性插值。選取不同階數(shù)的傅里葉函數(shù)對單陰影和多陰影條件下的光伏陣列的輸出進(jìn)行曲線擬合。該非機(jī)理模型最主要的特點(diǎn)是具有統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表達(dá)式，具有數(shù)學(xué)公式的特點(diǎn)表達(dá)式簡單不需要分段描述，通過不同的階的選取能夠?qū)Σ煌β实燃?、不同精度要求的光伏陣列進(jìn)行建模，不僅簡化了模型而且還讓控制顯得更加靈活，最主要的是可以通過選擇不同階數(shù)來適應(yīng)不同要求的光伏陣列。
最后本文通過對模型的運(yùn)行得出結(jié)果與傳統(tǒng)機(jī)理建模進(jìn)行比較，可見在一個允許的誤差范圍內(nèi)通過傅里葉函數(shù)與曲線擬合得到的非機(jī)理性模型可以達(dá)到一個令人滿意的結(jié)果從而在某種要求下實(shí)現(xiàn)非機(jī)理模型對傳統(tǒng)模型的代替。

關(guān)鍵詞：光伏陣列，局部陰影，曲線擬合，非機(jī)理模型