基于arx模型的局部阴影条件下光伏阵列建模.doc

基于ARX模型的局部阴影条件下光伏阵列建模

1.49万字 39页 原创作品已通过查重系统

摘 要
能源推动着社会的发展，是其不断向前进步的动力源泉。人类对能源的巨大消耗不仅造成了传统能源日趋枯竭，更加重污染了生态环境。为了摆脱对传统能源的依赖，解决环境污染问题，清洁能源开始逐步受到人们的重视和欢迎。清洁能源中最受瞩目的非太阳能莫属。但一直阻碍着太阳能电池被大规模推广的原因是其较低的转化效率。而且由于局部阴影的存在，光伏电池的转化率更加会受影响，输出特性曲线也会呈现多峰状态，以往搭建的等效模型都将不适用于工程应用。因此，需要搭建一种新的适用于局部阴影条件下的光伏阵列模型。
本文以太阳能电池元为研究的切入点，借助Simulink软件，搭建了任意外界环境下的太阳能电池元的数学模型以及局部阴影条件下光伏阵列的模型，并通过仿真得到了它们的I-V和P-V特性曲线。通过改变光照强度和温度条件，对比总结外界环境对电池元和光伏阵列的具体影响。此外，还分析了搭建光伏阵列时所采用的电流分段法的弊端。
为了提高处理系统的准确度，应当建立精确的数学模型，而此类模型的建立比较困难。从降低建模难度的角度出发，本文提出了基于ARX的阴影光伏阵列非机理模型的辨识。首先，本文介绍了ARX的相关知识。随后从模型中获得输出数据经线性插值后作为辨识数据输入，然后改变ARX模型的阶次，建立基于ARX模型的局部阴影光伏阵列非机理模型，比较其辨识结果，将辨识度较高的最终输出。
通过仿真可以发现，基于辨识方法获得的非机理模型能够很好的模拟光伏阵列输出，辨识度较高，并且大大简化了建模过程，验证了所选模型满足工程要求。利用辨识方法建立光伏阵列非机理模型为局部阴影光伏阵列的建模提供了新的思路与方向，具有可行性。

关键词：光伏阵列；局部阴影；ARX模型；参数辨识