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太阳电池显式双二极管模型建立及其参数提取研究 被引量:2
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作者 陈玉洁 孙以泽 +2 位作者 孟婥 彭乐乐 钟倩文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期120-128,共9页
为消除太阳电池双二极管模型中电流与电压的内隐耦合关系,结合线性近似和Lambert W函数推导太阳电池的显式双二极管模型。随后采用改进的教与学优化算法对模型的特征参数进行提取,并利用4种不同类型太阳电池的实测数据对模型的准确性进... 为消除太阳电池双二极管模型中电流与电压的内隐耦合关系,结合线性近似和Lambert W函数推导太阳电池的显式双二极管模型。随后采用改进的教与学优化算法对模型的特征参数进行提取,并利用4种不同类型太阳电池的实测数据对模型的准确性进行验证。结果表明,计算电流值与实测数据有很好地一致性,与文献对比精度更高,说明太阳电池显式双二极管模型对太阳电池的I-V特性曲线具有更高的拟合精度和更好的适应度。 展开更多
关键词 太阳电池 模型建立 参数提取 显式双二极管模型 教与学优化算法
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烟花算法在太阳电池双二极管模型参数辨识的应用 被引量:4
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作者 简献忠 郝辽 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期20-25,共6页
为解决太阳电池双二极管模型中参数辨识准确度低的问题,基于烟花算法提出一种新型的参数辨识方法。该方法模拟烟花的爆炸过程,在条件范围内进行局部寻优,选取一定数量的最优火花进行下一轮迭代,火花将逐渐搜索整个解空间直到找到满足条... 为解决太阳电池双二极管模型中参数辨识准确度低的问题,基于烟花算法提出一种新型的参数辨识方法。该方法模拟烟花的爆炸过程,在条件范围内进行局部寻优,选取一定数量的最优火花进行下一轮迭代,火花将逐渐搜索整个解空间直到找到满足条件的最优解。测试双晶硅太阳电池KC200GT,采用烟花算法获取参数的平均绝对误差为0.0152,遗传算法和粒子群算法的平均绝对误差分别为0.3548、0.2374。实验结果表明:提出的基于烟花算法的太阳电池参数辨识精度明显优于遗传算法及粒子群算法,可为太阳电池的参数辨识提供一种新方法。 展开更多
关键词 太阳电池 参数辨识 局部寻优 双二极管模型 烟花算法
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光伏组件双二极管模型参数辨识混合方法研究 被引量:4
3
作者 张国玉 王宏华 赵慧文 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第8期1061-1065,共5页
精确建立光伏组件的数学模型是进行光伏发电系统理论研究的基础。针对单二极管模型精度低、双二极管模型参数过多求解困难的问题,在不做任何近似处理的前提下,以双二极管模型为基础,提出基于自适应混沌粒子群算法的混合求解方法,兼顾了... 精确建立光伏组件的数学模型是进行光伏发电系统理论研究的基础。针对单二极管模型精度低、双二极管模型参数过多求解困难的问题,在不做任何近似处理的前提下,以双二极管模型为基础,提出基于自适应混沌粒子群算法的混合求解方法,兼顾了模型精度和算法复杂度。该方法仅利用标准条件下的短路电流、开路电压、最大功率点电压、最大功率点电流、电压温度系数和电流温度系数这6个参数便可求解出一般工况下模型的各个参量。对不同类型的光伏组件,在不同的运行条件下进行光伏特性仿真,验证了所提出方法的有效性和精确性。 展开更多
关键词 光伏组件 双二极管模型 参数辨识 自适应混沌粒子群算法
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基于双二极管模型的光伏阵列模型优化设计 被引量:5
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作者 许鹏 侯金明 苑登阔 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第11期71-75,共5页
双二极管模型是表述光伏电池等效电路模型中最为精确的模型,但因其参数过多而极难求解,求解速度也过慢。对双二极管光伏电池模型的优化设计可以提高光伏模型的准确性、提高求解速度,为光伏系统研究提供有力依据。基于双二极管光伏模型,... 双二极管模型是表述光伏电池等效电路模型中最为精确的模型,但因其参数过多而极难求解,求解速度也过慢。对双二极管光伏电池模型的优化设计可以提高光伏模型的准确性、提高求解速度,为光伏系统研究提供有力依据。基于双二极管光伏模型,做出符合实际情况的简化与修正,得到了具有极佳准确度的光伏计算模型。在Matlab/Simulink平台中建立了模型的计算模块,通过对比实验表明,设计模型的输出曲线与实验曲线能很好地吻合,同时克服了传统模型在最大功率点及开路电压点出现较大偏差的缺点。 展开更多
关键词 二极管光伏模型 光伏阵列模型 光伏阵列特性
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基于泰勒展开式的双二极管模型显示表达
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作者 杨桂红 伦淑娴 《电子设计工程》 2015年第23期170-173,176,共5页
文中提出一个新的太阳能电池双二极管模型的显式模型。太阳能电池双二极管模型是隐式超越方程,需要利用数值方法对其求解,而数值算法对初值特别敏感,即使给出很好的初值,也往往难以收敛。因此,本文利用泰勒级数展开式将隐式双二极管模... 文中提出一个新的太阳能电池双二极管模型的显式模型。太阳能电池双二极管模型是隐式超越方程,需要利用数值方法对其求解,而数值算法对初值特别敏感,即使给出很好的初值,也往往难以收敛。因此,本文利用泰勒级数展开式将隐式双二极管模型建模成显式解析模型。为了进一步获得不同光强、温度条件下显式解析模型中的电池参数值,本文提出两个新的参数提取模型。最后,选择不同材料的硅太阳能组件验证本文提出模型的有效性。测试结果表明,本文提出的模型在逼近太阳能电池电流-电压(I-V)特性时是准确、有效、可行的。 展开更多
关键词 太阳能电池 双二极管模型 I-V特性 泰勒展开式
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光伏阵列双二极管简化模型的建立与仿真 被引量:14
6
作者 贾文婷 魏学业 +1 位作者 张俊红 马建光 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期85-89,共5页
双二极管模型是最能精确表述光伏电池特性的模型,但由于参数过多会增加求解难度,降低求解速度.为此提出一种参数简化的双二极管模型,并设计了对应的算法,将双二极管电流精确化,然后分别利用最大功率匹配法和牛顿迭代法求解参数.通过计... 双二极管模型是最能精确表述光伏电池特性的模型,但由于参数过多会增加求解难度,降低求解速度.为此提出一种参数简化的双二极管模型,并设计了对应的算法,将双二极管电流精确化,然后分别利用最大功率匹配法和牛顿迭代法求解参数.通过计算机仿真表明:不同光照和温度下的仿真结果与实际测试阵列的输出相一致,比单二极管Rp模型和双二极管Kashif模型的精度提高了68%和20%,且仿真时间缩短了63%和17%.该简化模型可以为光伏发电系统的优化配置和最大功率点跟踪提供快速和准确的研究基础. 展开更多
关键词 光伏阵列 双二极管模型 最大功率点匹配 迭代法
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蜂群算法在光伏电池双二极管五参数模型中的应用 被引量:11
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作者 简献忠 魏凯 郭强 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期168-172,共5页
为解决光伏电池双二极管五参数模型中参数辨识准确度低的问题,提出了一种人工蜂群算法.该方法采用曲线拟合来求取参数,用求出的电流计算值来比较标准化的均方根误差百分比.采用变量替换法,使双二极管模型方程中指数因子只含一个变量,通... 为解决光伏电池双二极管五参数模型中参数辨识准确度低的问题,提出了一种人工蜂群算法.该方法采用曲线拟合来求取参数,用求出的电流计算值来比较标准化的均方根误差百分比.采用变量替换法,使双二极管模型方程中指数因子只含一个变量,通过编程求解电流的计算值.运用蜂群算法和牛顿-拉夫逊法求得标准化的均方根误差百分比为0.011 7%和6.35%.实验及分析表明蜂群算法的优化准确度明显优于牛顿-拉夫逊解析法、遗传算法、模式搜索算法和模拟退火算法,为光伏电池参数辨识提供了一种新的思路. 展开更多
关键词 蜂群算法 光伏电池 双二极管模型 参数辨识 搜索路径
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聚光太阳能光伏模组等效电路模型及参数提取 被引量:5
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作者 吕辉 代金梅 +4 位作者 盛飞 刘文 张金业 朱进容 官成钢 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期865-870,共6页
以单p-n结电池的双二极管模型为基础,借助11个未知参数,建立35片三结电池以电气连接串联而成的聚光光伏模组等效电路模型。以单片聚光三结电池开路电压和短路电流两者的温度系数为限制条件,采用数学迭代法拟合模组在576倍聚光下测量的I-... 以单p-n结电池的双二极管模型为基础,借助11个未知参数,建立35片三结电池以电气连接串联而成的聚光光伏模组等效电路模型。以单片聚光三结电池开路电压和短路电流两者的温度系数为限制条件,采用数学迭代法拟合模组在576倍聚光下测量的I-V曲线。从逼近开路电压点、短路电流点、最大功率点等方面讨论模组参数对拟合结果的影响,最终提取出11个参数的最优组合。决定系数R2=0.95,表明拟合结果与实验数据符合度高。研究结果为提取聚光三结太阳电池的性能参数提供了有效方法,也为聚光太阳能光伏模组的相关特性分析奠定了理论基础。 展开更多
关键词 聚光太阳能光伏模组 双二极管模型 I-V曲线 参数提取 数学迭代
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双面光伏组件建模及发电性能研究 被引量:1
9
作者 韩硕 胡坚柯 +3 位作者 韩一峰 王军 王乐 Lund Peter 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期94-100,共7页
针对双面光伏组件建立一种耦合模型,可用于模拟双面光伏组件在实际运行过程中的输出特性。采用视角系数法建立便于模拟背面辐照度的二维辐照度模型,提出一种简化计算方法来求解七参数电学模型,并根据能量守恒的非稳态热学模型来估计电... 针对双面光伏组件建立一种耦合模型,可用于模拟双面光伏组件在实际运行过程中的输出特性。采用视角系数法建立便于模拟背面辐照度的二维辐照度模型,提出一种简化计算方法来求解七参数电学模型,并根据能量守恒的非稳态热学模型来估计电池温度。之后通过输入参数的传递,对耦合模型进行求解,并通过实验数据验证模型的准确性。结果表明:辐照度模型可对不同天气条件下双面光伏组件辐照度进行模拟,晴天时更准确,均方根误差仅为6.9%;采用简化方法求解的七参数电学模型,求解结果与实测值较吻合,在最大功率处的功率偏差仅为0.4 W;所建立的耦合模型可对双面光伏组件单日输出功率及年度发电性能进行评估,模拟结果与实测数据吻合较好。 展开更多
关键词 太阳电池 太阳辐照度 发电性能 面光伏组件 双二极管模型
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基于热电耦合模型的光伏组件功率模拟 被引量:1
10
作者 彭硕 苏中元 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第11期1330-1334,共5页
光伏组件输出功率会受到环境因素的影响,针对评估光伏组件发电功率问题,提出了基于热电耦合的光伏组件功率计算模型。构建基于等效热阻的非稳态热学模型来计算组件工作温度,并与光伏电池双二极管电学模型耦合来模拟光伏组件的输出功率... 光伏组件输出功率会受到环境因素的影响,针对评估光伏组件发电功率问题,提出了基于热电耦合的光伏组件功率计算模型。构建基于等效热阻的非稳态热学模型来计算组件工作温度,并与光伏电池双二极管电学模型耦合来模拟光伏组件的输出功率。为了评估模型的可靠性,分别对电学模型与热学模型进行验证,并选取一年中三种不同天气下组件输出功率数据与耦合模型模拟值比较。结果显示在不同天气下热电耦合模型模拟结果与实验数据误差较小,所提出模型具有较好的通用性和准确性。 展开更多
关键词 双二极管模型 热电耦合模型 光伏组件
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光伏阵列建模和仿真特性研究 被引量:16
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作者 张俊红 魏学业 祝天龙 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2014年第3期134-138,共5页
研究光伏阵列的数学模型和输出特性对其优化配置和最大功率点跟踪问题。为提高光伏发电效能,在光伏电池双二极管模型的基础上,推导出光伏阵列的数学模型,并对模型进行了改进和参数优化。根据最大功率点匹配原理,利用牛顿-拉夫逊算法确... 研究光伏阵列的数学模型和输出特性对其优化配置和最大功率点跟踪问题。为提高光伏发电效能,在光伏电池双二极管模型的基础上,推导出光伏阵列的数学模型,并对模型进行了改进和参数优化。根据最大功率点匹配原理,利用牛顿-拉夫逊算法确定Rs和Rp的值,建立了改进的双二极管光伏阵列的MATLAB仿真模型。改进模型结构简单,运算速度快,只需要光伏电池生产商家给定的参数就可以精确的仿真出在各种光照和温度条件下的输出特性。通过实验测量光伏电池板在不同条件下的输出电流、电压数据,与仿真结果进行对比,得出改进模型在低照度和高温度的条件下精度优于单二极管模型,并可适用于各种型号的光伏阵列。 展开更多
关键词 光伏阵列 双二极管模型 最大功率点匹配 参数优化
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晶硅电池在低倍聚光条件下短路电流变化规律分析 被引量:2
12
作者 许自霖 卢智恒 姚强 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期618-624,共7页
在对常规晶硅电池的性能测量过程中发现,在常温非聚光情况下,晶硅电池短路电流Isc与温度保持线性关系;但在高温低倍聚光情况下,短路电流Isc出现偏离线性的现象。使用双二极管的晶硅电池等效模型进行分析,简化短路电流表达式。在此基础... 在对常规晶硅电池的性能测量过程中发现,在常温非聚光情况下,晶硅电池短路电流Isc与温度保持线性关系;但在高温低倍聚光情况下,短路电流Isc出现偏离线性的现象。使用双二极管的晶硅电池等效模型进行分析,简化短路电流表达式。在此基础上使用公式对Isc出现的偏离线性现象进行分析,指出并联电阻Rsh与串联电阻Rs的量级变化差别,引起Isc出现偏离线性,并据此定义了一个短路电流偏离线性系数αIsc。分析了短路电流偏离线性系数αIsc对Isc偏离线性的影响,在高温低倍聚光情况下,αIsc<1,晶硅电池的Isc出现明显下降。因此,在低倍聚光情况下,具有大并联电阻Rsh的晶硅电池,即αIsc≈1,能保证输出电流的稳定性。 展开更多
关键词 晶硅电池 双二极管模型 低倍聚光 短路电流 线性 短路电流偏离线性系数
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硅纳米线阵列太阳电池的性能分析 被引量:5
13
作者 方慧 彭奎庆 +3 位作者 吴茵 宋爽 许颖 朱静 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期27-32,共6页
采用金属催化腐蚀法分别在(100)和(111)硅片表面制备出大面积垂直排列和倾斜排列的单晶硅纳米线阵列,垂直阵列在300~1000nm波段的平均反射率约为2.5%,倾斜阵列在该波段的平均反射率约为5%。基于垂直阵列和倾斜阵列制作的硅纳米线阵列... 采用金属催化腐蚀法分别在(100)和(111)硅片表面制备出大面积垂直排列和倾斜排列的单晶硅纳米线阵列,垂直阵列在300~1000nm波段的平均反射率约为2.5%,倾斜阵列在该波段的平均反射率约为5%。基于垂直阵列和倾斜阵列制作的硅纳米线阵列太阳电池的最高转换效率分别为9.31%和11.37%。倾斜阵列电池的串联电阻比垂直阵列电池有所减小,使电池填充因子增大,性能有所提升。载流子复合是硅纳米线阵列太阳电池中电学损失的主导,使电池性能明显低于常规单晶硅电池。 展开更多
关键词 硅纳米线阵列 太阳电池 双二极管模型 少数载流子寿命
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基于改进多种群遗传算法的光伏阵列多峰值MPPT研究 被引量:21
14
作者 吴子牛 孟润泉 韩肖清 《电网与清洁能源》 北大核心 2022年第8期102-109,120,共9页
光伏阵列在实际工作条件下因灰尘、受照不均匀等影响而功率输出呈现多峰特性,传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法不能实现全局寻优,无法精确跟踪到最大功率点。遗传算法可以有效解决多峰寻优问题,但一般遗传... 光伏阵列在实际工作条件下因灰尘、受照不均匀等影响而功率输出呈现多峰特性,传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法不能实现全局寻优,无法精确跟踪到最大功率点。遗传算法可以有效解决多峰寻优问题,但一般遗传算法在跟踪过程中会出现早熟、准确率较低等问题,为此,提出一种多种群遗传算法(multiple population genetic algorithm,MPGA)与扰动法相结合的算法来解决此类问题。在光伏电池拓扑模型中,采用优化双二极管代替单二极管模型,并在Matlab/Simulink下进行建模仿真。结果表明:该算法可以准确快速高效地找到局部阴影条件下光伏阵列的最大功率点。 展开更多
关键词 光伏阵列 多种群遗传算法 双二极管模型 最大功率点追踪
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一种基于改进型樽海鞘群算法的光伏电池参数辨识方法 被引量:2
15
作者 易威 杨家强 张晓军 《电工技术》 2021年第14期58-61,64,共5页
针对樽海鞘群算法(SSA)在光伏电池双二极管模型参数辨识时存在陷入局部最优,精度不高等问题,提出了一种基于改进型樽海鞘群算法的光伏电池参数辨识方法。在樽海鞘群算法的基础上加入精英反向学习与差分策略来辨识光伏电池双二极管模型... 针对樽海鞘群算法(SSA)在光伏电池双二极管模型参数辨识时存在陷入局部最优,精度不高等问题,提出了一种基于改进型樽海鞘群算法的光伏电池参数辨识方法。在樽海鞘群算法的基础上加入精英反向学习与差分策略来辨识光伏电池双二极管模型的参数,将其与改进前的樽海鞘群算法进行仿真试验对比研究,结果表明改进后的算法能够提高光伏电池双二极管模型参数的辨识速度和精度,具有很好的实用性。 展开更多
关键词 樽海鞘群算法 光伏电池 双二极管模型 精英反向学习 差分策略
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局部阴影条件下光伏阵列的串联特性分析 被引量:4
16
作者 王燕云 夏东伟 《电器与能效管理技术》 2014年第15期64-69,共6页
以光伏组件的双二极管模型为基础对串联输出特性进行了系统分析,包括分析比较有、无旁路二极管的串联特性、热斑成因,旁路二极管作用机理和不同连接方式以及等效串联结构的光照平衡的影响。结果表明,局部阴影使光伏阵列的I-U曲线呈阶梯... 以光伏组件的双二极管模型为基础对串联输出特性进行了系统分析,包括分析比较有、无旁路二极管的串联特性、热斑成因,旁路二极管作用机理和不同连接方式以及等效串联结构的光照平衡的影响。结果表明,局部阴影使光伏阵列的I-U曲线呈阶梯状、P-U曲线呈现多峰;旁路二极管抑制热斑作用明显,其重叠和不重叠连接方式效果不同,重叠区的阴影可增大最大输出电流,且最大输出电流与遮阴程度正相关;多个光伏电池元共用一个旁路二极管可有效减少多峰数;等效串联结构的光照平衡可以消除阴影影响。 展开更多
关键词 局部阴影 双二极管模型 串联特性 旁路二极管 光照平衡
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多策略融合的鱼鹰算法 被引量:2
17
作者 赵建萍 邓佳欣 《运筹与模糊学》 2023年第5期5373-5384,共12页
针对鱼鹰算法易于陷入局部最优、收敛速度慢等问题,本文提出了一种多策略融合的鱼鹰算法。在鱼鹰捕猎的阶段,引入黄金正弦策略,加快算法从搜索空间中收敛到可行解的速度;在鱼鹰移动猎物阶段,引入灰狼围攻策略,增加精英个体的引导作用,... 针对鱼鹰算法易于陷入局部最优、收敛速度慢等问题,本文提出了一种多策略融合的鱼鹰算法。在鱼鹰捕猎的阶段,引入黄金正弦策略,加快算法从搜索空间中收敛到可行解的速度;在鱼鹰移动猎物阶段,引入灰狼围攻策略,增加精英个体的引导作用,有效提高算法寻优精度;对适应度值排序倒数5只鱼鹰个体采用较差个体放逐策略,利用莱维飞行特性,增强算法跳出局部极值的能力。在MATLAB中利用12个基准测试函数与9个算法进行对比测试,并且将改进前后的鱼鹰算法应用在光伏电池参数估计中,实验结果表明了本文所提改进鱼鹰算法是一种寻优精度高、稳定性强的算法。 展开更多
关键词 鱼鹰算法 黄金正弦算法 灰狼算法 莱维飞行 二极管光伏电池模型
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