局部阴影

摘要： 农业光伏系统发展前景广阔,在现代农业发展、能源体系转型中起着重要的作用。但在实际应用中,光伏阵列会受到局部阴影遮挡,其输出曲线存在多个峰值点,传统的单峰值算法易陷入局部极值,造成功率浪费。为提高农业光伏系统的发电效率,对最大功率点跟踪算法展开研究。首先,阐述最大功率点跟踪原理;然后,介绍传统单峰值算法的工作原理和适用范围;最后,分析粒子群算法、神经网络算法、萤火虫算法和细菌觅食算法等智能算法的工作原理及其改进方法,从而更好地应用于光伏最大功率点追踪。

摘要： 在光伏阵列受到局部阴影遮挡条件下,针对光伏阵列的功率-电压(P-V)输出特性曲线在多峰值状态下的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)问题,通过对粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法的改进,提出了一种基于新型粒子群(novel particle swarm optimization,NPSO)算法的MPPT方法(以下简称NPSO_MPPT算法)。NPSO算法通过将种群粒子分为收敛粒子和自由粒子两类,提高了原始PSO算法的全局搜索能力。在Simulink环境下,分别对P&O、基于PSO算法的MPPT方法(以下简称PSO_MPPT算法)和NPSO_MPPT算法进行仿真测试,仿真结果表明,NPSO_MPPT算法相比较现有的P&O和PSO_MPPT算法,具有发电效率高和不易陷入局部功率极大值等优点。

摘要： 光伏系统在遮阴等情况下,输出功率特性曲线会呈现出实时变化的多个峰值。为能准确且快速地追踪到最大功率点,提出一种融合变异策略的粒子群(MPSO)算法。将变异因子作为局部优化算子融入到粒子群算法之中,每次迭代过程中都会有一定数目的变异粒子产生,使每次的搜索范围扩大;在各粒子之间进行充分的信息交流后,可以准确地搜索到最大功率点。通过MATLAB/Simulink搭建仿真平台,仿真结果表明,融合变异策略的粒子群算法,在局部阴影情况下能够更加快速地收敛到最大功率点。

摘要： 光伏-热电耦合系统由于光伏电池受到局部阴影遮挡的影响,导致光伏电池温度不均衡以及热电受热不均匀,降低了光热联合发电系统的输出功率。该研究以微热管作为导热元件并设置温度控制装置,制成光热联合发电组件,解决由于阴影遮挡光伏电池而引起的光伏电池温度不均匀以及热电系统受热不均匀的问题,提高联合发电系统的输出功率。试验表明:当阴影遮挡光伏板的面积为光伏板总面积的10%,热端口热量流速为0.0124 m/s,冷端的水流速为0.0135 m/s时,光伏电池阴影区与非阴影区的平均温度差约为274.15 K,光伏输出的平均功率提高18.79%,热电输出的平均功率提高1.92%,为光热联合发电系统的进一步研究提供参考依据。

摘要： 针对光伏阵列处于阴影状况下功率电压(P-U)特性曲线的非线性、多极值特点以及传统最大功率跟踪算法无法取得良好效果的问题,提出了一种改进海鸥优化算法的最大功率跟踪方法。该方法对海鸥优化算法的附加控制因子进行改进,提出非线性搜索控制应用到最大功率点跟踪(MPPT)中;并将混沌序列引入算法,增加种群位置的多样性,以此来克服过早收敛的缺陷,增强算法在全局搜索与跳出局部搜索的能力。建立仿真模型,在不同环境下与SOA、PSO进行对比,结果表明该算法可实现复杂环境条件下的最大功率跟踪,并具备较快的响应速度和稳定的寻优效果。

摘要： 本文分析了三代像增强器在局部强景物长时间照射下,视场出现阴影的原因。发现了自动防护功能无法避免局部阴影出现的防护漏洞。通过对荧光屏平均电流的振幅和变化速率进行控制,提出振幅速率限制法来弥补自动防护功能的不足。该方法操作性强,简单且高效。

摘要： 为解决局部阴影下用户侧光伏模块输出特性曲线的超越方程建模复杂、求解过程繁琐的问题,提出了一种简单的解析建模方法。所提方法仅利用厂商数据手册给定的开路电压、短路电流和最大功率点即可给出光伏模块在不同工况下输出特性曲线的简单计算,建立了三种不同型号的光伏模块的输出特性曲线模型,并以迭代法的数值解作为基准,对三种光伏模块的误差进行了对比分析。结果表明,所提方法建模结果的平均相对误差小于3%,并且具有模型简单和计算较快的特点,同样适用于局部阴影下光伏阵列的输出特性曲线建模。

摘要： 为解决局部阴影遮挡导致太阳能电池阵列无法完全工作在最大功率点的问题,本文构造以太阳能电池-超级电容为基本单元的串联阵列,提出局部阴影条件下太阳能电池-超级电容串联阵列电流补偿方法。通过太阳能电池-超级电容充电/放电控制对太阳能电池的输出电流进行补偿,实现局部阴影条件下串联阵列不同输出电流的太阳能电池输出特性匹配,使阵列输出功率达到最大。仿真结果表明,所提局部阴影下太阳能电池-超级电容阵列电流补偿方法能够使阵列中的每个太阳能电池工作在最大功率点,实现了太阳能电池与超级电容“发电-储能”一体化协调控制。

摘要： 针对局部阴影条件下光伏阵列最大功率点跟踪,提出了一种灰狼算法与扰动观察法相结合的复合控制算法—GWO-P&O算法。首先利用灰狼算法的全局搜索能力定位最大功率点的范围,然后采用小步长的扰动观察法进行局部搜索,找到精确的最大功率点。采用MATLAB/Simulink构建了完整的系统仿真模型,仿真结果表明,扰动观察法在局部阴影条件下陷入了局部最优解,没有追踪到最大功率点。与灰狼算法相比,该复合算法在局部阴影条件下,追踪效率达100%,提高了1.11%,其收敛时间由0.8 s缩短至0.52 s,收敛时间提高了35%,因此,该算法兼顾了最大功率点追踪的速度和精度。系统仿真验证了该算法的正确性和有效性。

摘要： 为了提高光照不均或局部遮荫条件下光伏阵列的输出功率,将网状连接TCT(total-cross-tied)型的光伏阵列结构划分为活动补偿部分和固定输出部分,提出一种基于变异系数的方法来控制连接两部分的矩阵开关,该方法不仅可以反映重构前后光伏阵列的变异情况,还能避免重构过程中矩阵开关的非必要动作,使得光伏阵列可以根据不同的阴影情况快速完成开关切换,调整两部分光伏组件的连接结构。仿真结果表明,重构后的光伏阵列不但较重构前明显提高了输出功率,而且使得功率曲线更趋向于单峰值特征,在重构实施过程中还大幅降低了矩阵开关的尝试次数,节约了功耗和时间。

摘要： 针对光伏阵列在局部阴影影响下,功率-电压特性曲线会出现多个峰值点,无法准确实时地跟踪全局最大功率点的问题,综合考虑传统以及智能算法的优缺点基础上,本文提出了将差分进化算法和电导增量法结合的MPPT控制算法,用差分进化算法定位到GMPP所在处,再用电导增量法确定峰值点.根据光伏电池模型采集的数据,采用Matlab/Simulink对所述算法建立仿真模型,并与传统扰动观察法进行对比,结果表明此算法在局部阴影的条件下,能准确跟踪到GMPP.

摘要： 针对局部阴影下光伏阵列出现多峰值输出的情况,提出一种优化粒子群算法与模糊控制扰动观察法相结合的最大功率点追踪方法.利用优化粒子群算法在全局范围内寻找极值点及最大功率点;通过设置语言变量、定义模糊子集及模糊控制推理,进行跟踪调节和稳定控制,实现光伏系统最大功率输出.提高了搜寻精度,缩短了搜寻时间,避免了在最大功率点处的震荡.仿真结果验证了所提算法的有效性和合理性.

摘要： 最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)是光伏发电系统中的重要技术。本文提出一种局部阴影条件下的MPPT 方法，通过切换控制可以实现多极值条件下的MPPT。所做工作通过MATLAB 仿真验证了此方法的有效性，并与已有的两种方法的跟踪性能做了对比。

摘要： 为了提高光伏阵列在复杂外部条件下的光电转换效率,本文在分析光伏阵列在同一光照强度和局部阴影条件下的输出特性和变化规律基础上,提出一种新型MPPT控制算法.该算法在扰动观察法基础上加入局部阴影判断条件,当光伏阵列接受同一光照时系统按照传统扰动观察法变化规律实现最大功率点跟踪,当发生局部阴影时控制算法能排除局部最大功率点干扰使光伏阵列工作在全局最大功率点.仿真结果表明所提出竹MPPT算法在光照强度一致以及光伏电池被遮挡程度不同时都能自动准确地追踪到全局最大功率点.

摘要： 为了比较分析集中式MPPT与分布式MPPT两种不同拓扑结构的最大功率点跟踪,用四块PV板建立了集中式MPPT与分布式MPPT的仿真模型,并模拟不同光照强度进行了仿真.在PV1、PV2的光照强度由1200W/m2下降为800W/m2时,集中式MPPT光伏系统输出功率由750W降低至100W,而此时分布式MPPT输出功率是集中式MPPT的4倍.仿真结果表明,分布式MPPT与集中式MPPT无阴影时输出特性基本相同,有阴影时,分布式MPPT输出功率明显大于集中式MPPT光伏系统的输出功率;但分布式MPPT的最大功率点跟踪的时间比集中式MPPT的时间要长.

摘要： 局部阴影情况下,光伏阵列功率-电压(P-U)特性曲线呈现多个极值点,传统的最大功率点跟踪(maximumpowerpoint tracking,MPPT)方法会失效.研究了改进量子遗传算法(Improved Quantum Genetic Algorithm,IQGA)在光伏阵列(photovoltaicarray)MPPT中的应用,该方法根据P-U特性曲线,提出采取最优保留值定位在可能的峰值点电压处,保证了该算法不会陷入局部极值点且不会错过任何极值点.对比IQGA与QGA跟踪最大功率点的准确性,有效地提高了光伏阵列输出效率.

摘要： 研究阴影条件下光伏组件的建模问题,分析失配损失、热斑效应等失配特性,对提高光伏系统的发电效率和可靠性具有重要意义。本文通过分析阴影条件下光伏阵列的工作过程,建立了适合于分析光伏阵列失配特性的伏安约束模型。通过仿真方法具体分析了光伏阵列串长度、遮荫度、遮荫面积等参数与失配损失及热斑效应之间的关系,并结合两种不同结构光伏组件进行了对比分析,提出了定量分析光伏阵列抗失配能力的“转折遮荫度”及定量分析热斑效应强度的“热斑功率”概念。

摘要： 研究阴影条件下光伏组件的建模问题,分析失配损失、热斑效应等失配特性,对提高光伏系统的发电效率和可靠性具有重要意义。本文通过分析阴影条件下光伏阵列的工作过程,建立了适合于分析光伏阵列失配特性的伏安约束模型。通过仿真方法具体分析了光伏阵列串长度、遮荫度、遮荫面积等参数与失配损失及热斑效应之间的关系,并结合两种不同结构光伏组件进行了对比分析,提出了定量分析光伏阵列抗失配能力的“转折遮荫度”及定量分析热斑效应强度的“热斑功率”概念。

摘要： 研究阴影条件下光伏组件的建模问题,分析失配损失、热斑效应等失配特性,对提高光伏系统的发电效率和可靠性具有重要意义。本文通过分析阴影条件下光伏阵列的工作过程,建立了适合于分析光伏阵列失配特性的伏安约束模型。通过仿真方法具体分析了光伏阵列串长度、遮荫度、遮荫面积等参数与失配损失及热斑效应之间的关系,并结合两种不同结构光伏组件进行了对比分析,提出了定量分析光伏阵列抗失配能力的“转折遮荫度”及定量分析热斑效应强度的“热斑功率”概念。

摘要： 研究阴影条件下光伏组件的建模问题,分析失配损失、热斑效应等失配特性,对提高光伏系统的发电效率和可靠性具有重要意义。本文通过分析阴影条件下光伏阵列的工作过程,建立了适合于分析光伏阵列失配特性的伏安约束模型。通过仿真方法具体分析了光伏阵列串长度、遮荫度、遮荫面积等参数与失配损失及热斑效应之间的关系,并结合两种不同结构光伏组件进行了对比分析,提出了定量分析光伏阵列抗失配能力的“转折遮荫度”及定量分析热斑效应强度的“热斑功率”概念。

摘要： 本发明提出一种物体表面局部自遮挡阴影的建模方法和装置，其中，方法包括：确定与表面点邻近的上方的所有近邻表面点；确定表面点与所有近邻表面点中的每个近邻表面点的连接法向；计算表面点的光源入射方向与每个近邻表面点的连接法向的夹角；根据夹角确定能够照射到表面点的所有光源入射方向组成的光源集合；根据所有光源入射方向组成的光源集合确定表面点接收到的光照。由此，提高了自遮挡阴影计算的效率。

摘要： 本发明提出一种物体表面局部自遮挡阴影的建模方法和装置，其中，方法包括：确定与表面点邻近的上方的所有近邻表面点；确定表面点与所有近邻表面点中的每个近邻表面点的连接法向；计算表面点的光源入射方向与每个近邻表面点的连接法向的夹角；根据夹角确定能够照射到表面点的所有光源入射方向组成的光源集合；根据所有光源入射方向组成的光源集合确定表面点接收到的光照。由此，提高了自遮挡阴影计算的效率。

摘要： 本发明提出了一种基于局部阴影图的高质量软阴影快速生成方法，该方法的流程图包括以下两个部分：自适应光源采样，通过将生成的部分阴影图反投影到相机视点下来判断是否进一步细分光源采样点，从而实现对光源进行自适应采样，生成足够保证高质量阴影的阴影图；局部阴影图加速，在反投影阴影图时计算可见阴影像素对应的面光源阴影图区域，并以此调整阴影图生成的投影矩阵和视口，从而加速阴影图的生成。本方法在保证高质量阴影的同时，能大大提高渲染效率，尤其适用于不可见阴影部分较多的场景。本方法支持动态面光源、动态可变形场景且无须预计算，具有实施简单、效果逼真、渲染高效等优点。

摘要： 本发明涉及一种局部阴影条件下最大功率点跟踪方法，包括：1)结合局部阴影下的光伏阵列电流‑电压特性，构建光伏电池模型、升压电路模型和基于和声搜索算法的控制器模型；2)初始化自适应和声搜索算法的参数，并初始化和声记忆库，将寻优的初始电压值作为和声，生成新和声向量，进而获取更新电压；3)对和声记忆库中的和声向量进行更新；4)判断是否达到算法终止标准，若是，则输出最优电压，追踪到全局最大功率点，否则，继续生成新和声向量并更新和声记忆库，直至达到算法终止标准。与现有技术相比，本发明具有提高跟踪速度和精度，提升太阳能利用率等优点。

摘要： 本发明公开了一种基于随机蛙跳全局搜索算法的局部阴影光伏阵列多峰最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)控制方法，以光伏阵列的输出电流作为算法的粒子，以光伏阵列的功率作为算法的适应度函数，通过随机蛙跳全局搜索算法这种新型快速且全局的搜索技术，高效而准确的找到光伏阵列的全局最大功率点，然后通过PWM占空比控制Boost电路来实现最大功率点跟踪。本算法可解决局部阴影下具有多峰输出特性的光伏阵列MPPT控制容易陷入局部最大功率点的难题，能准确找到全局最大功率点，并且寻优能力强，搜索精度高，易于编程实现。

摘要： 本发明提出了一种基于局部阴影图的高质量软阴影快速生成方法，该方法的流程图包括以下两个部分：自适应光源采样，通过将生成的部分阴影图反投影到相机视点下来判断是否进一步细分光源采样点，从而实现对光源进行自适应采样，生成足够保证高质量阴影的阴影图；局部阴影图加速，在反投影阴影图时计算可见阴影像素对应的面光源阴影图区域，并以此调整阴影图生成的投影矩阵和视口，从而加速阴影图的生成。本方法在保证高质量阴影的同时，能大大提高渲染效率，尤其适用于不可见阴影部分较多的场景。本方法支持动态面光源、动态可变形场景且无须预计算，具有实施简单、效果逼真、渲染高效等优点。

摘要： 本发明公开了一种光伏阵列局部阴影检测及失配程度估算方法，包括步骤：(1)获取光伏阵列实际运行的I‑V数据并进行预处理；(2)对光伏阵列实际运行的I‑V数据进行数据分析，定义了膝点、拐点、透光率、局部阴影检测阈值变量以及失配程度估算阈值变量；(3)进行光伏阵列局部阴影检测及失配程度估算，根据局部阴影检测阈值变量进行阴影检测，进一步根据拐点、透光率以及失配程度估算阈值变量选择相应的失配程度估算流程。本发明根据光伏阵列电流电压数据进行局部阴影检测，进一步估算失配程度，为光伏系统的自主运维提供建议。

摘要： 本发明申请了局部阴影下光伏阵列最大功率的跟踪方法。该方法首先判断是否发生局部阴影，在确定局部阴影发生时基于电导增量法快速确定第一个局部功率最大的极值点。接着利用局部阴影下P‑U曲线各峰值点间的电压差约为0.9倍开路电压的整数倍的原理，结合电导增量法，采用该种特定的步长来快速跟踪找到所有极值点处的功率。通过对比，从而使得电路工作于全局最优的最大功率点处，实现最大输出功率的跟踪。本方法能快速准确地跟踪到全局最大功率点处，相比常规的全局搜索法所需检索得点数大幅减少，跟踪速度更快，提高了跟踪效率。同时该算法不需额外增加传感器数量和其他辅助电路，实现简单，具有较大的市场价值和实用价值。

摘要： 本发明提供一种时变局部阴影条件下光伏系统的快速全局峰值跟踪方法，包括：输入P‑V特性曲线；量子建模；格林函数蒙特卡洛加权随机游走者设计；格林函数蒙特卡洛模拟；全局峰值跟踪结果输出,解决了现有技术中由于局部阴影条件的时变特性，现有传统的全局峰值跟踪方法由于无法区分局部和全局峰值，在部分阴影条件下可能会陷入局部峰值从而导致能量损失的问题。

摘要： 本发明提供一种针对光伏阵列处在局部阴影遮挡下的两阶段MPPT方法，包括以下步骤：构建光伏电池模型；光伏阵列包括：若干块并联和/或串联的光伏板；所述光伏板包括若干块单体光伏电池；根据所述光伏电池模型通过跟踪策略构建最大功率跟踪模型。相比于探索整个搜索空间的最大功率跟踪方法，本发明能够使用更少的时间跟踪全局至最大功率点，在连续变化的阴影遮挡条件下，能够使功率损失进一步降低，提高发电量增加经济效益。