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一种新型结构的光伏阵列故障检测方法

2013-11-15 15:30| 发布者: echo| 查看: 12007| 评论: 0|原作者: 程泽等|来自: 中国光伏测试网

摘要: 摘要:局部遮荫是光伏发电系统中普遍存在的现象, 会造成阵列失配和热斑效应, 不仅会影响光伏发电系统的输出功率, 还会造成安全和可靠性问题。提出了一种光伏阵列的连接方式: CTCT结构(complex-total-cross-tied array ...


      分析以上四种光伏阵列连接方式, 只有TCT型连接方式对局部热斑效应不敏感, 但其仍不能有效的解决热斑现象。解决热斑现象, 可以采用重构的方法, 即让光伏电池板内的光伏电池单体连接方式随着环境的变化进行改变, 用没有被遮荫的光伏电池单体去补偿被遮荫的光伏电池单体, 这样可以有效地避免光伏电池板因局部遮阴而降低输出功率及热斑现象造成的光伏电池板物理结构的损坏, 同时也改善了光伏阵列的P-V特性, 避免使用多峰值、 多目标的复杂算法。但是重构的首要问题是快速准确的找出被遮阴的光伏电池位置, 显然以上四种连接方式均不能做到这一点。
       3 CTCT型光伏阵列连接方式
       为了快速确定被遮荫光伏电池板的位置, 本文提出了一种新型光伏阵列连接方式: CTCT结构(complex-total-cross-tied array),其结构及整个系统框图如图6所示。

       在CTCT结构中, 光伏电池单体先并联连接, 再串联连接, 但不是简单的串联连接, 而是在其中加入了电流传感器, 目的是为了检测被遮阴的光伏电池单体位置。通过检测和比较光伏电池单体的电流即可确定出其是否被遮荫。在两组并联的光伏电池单体的连线中可设置电流传感器m层, 如图6所示。为了便于研究, 引入四个相关的概念:
       1) 基数N: 并联的光伏电池单体数总个数。N=1的时候即为串联排列方式, 不用讨论, 因此N≥2。
       2) 分辨度L: 合成一条支路的并联支路个数, 如果存在多个不同数目的支路并联成一条支路时, 取并联支路数目最大的为L。 L=1时, 传感器个数太多, 成本太高, 不可行, 因此2≤L≤N。L的数值越小, 分辨的效果越好。
       3) 层数m: 传感器的分布层数, m由N和L的数值决定。
       4) 电流传感器总数量X: m层电流传感器数量总和。
       CTCT结构检测系统的工作过程如下: 根据测量环境温度、光照度和光伏电池板倾斜角度, 可以计算出N个光伏电池单体正常工作时所产生的电流值, 令其为理论值。首先检测第m层的电流传感器电流值, 与理论值比较, 若测量值和理论值相等, 可判断为没有发生遮荫现象; 若测量值比理论值小, 则可认为发生遮荫现象。

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