在實際光伏系統的設計和應用中,光伏組件通常通過串聯方式工作,因此組串的電氣特性對理解和優化光伏系統尤為重要,例如通過分析光伏組串的電氣特征可用于優化系統的功率輸出,或識別組串中存在的潛在問題等。
光伏組串半物理模型
通過將上一篇中做的組件模型進行封裝并‘串聯’,即可構建光伏組串模型,例如下圖所示為20塊組件構成的組串模型,同時通過接口可設置每塊組件電性能參數。
利用此模型即可對不同條件下組件如何影響組串輸出特性進行研究,例如分析組件混接導致的失配損失,部分組件遮擋或損壞時對組串輸出曲線產生的影響等。
分析實例 ,觀察組串中如有一塊組件出現電流異常對組串輸出特性曲線的影響。
我們可以在上述半物理組串模型中隨機抽取一塊組件,將輻照度由1000W/m2修改成400 W/m2(等效該組件電流異常),修改前后組串IV曲線對比如下,可見下圖右存在異常組件的組串輸出特性曲線(IV曲線)相對于左圖正常組串出現了明顯的‘臺階’。當前各家逆變器廠家通過逆變器測試組串IV曲線評估組串中組件故障的基本原理大抵如此。
光伏組串數學模型
與半物理模型同理,將上篇中由組件數學模型生成的光伏組件電性能曲線(IV曲線)按照相同電流對應的電壓進行疊加的原則(即同一組串內所有光伏組件運行電流始終保持一致)即可生成組串的輸出曲線。
由于隨機生成的組件電性能曲線數據點集存在差異,可以通過插值方式獲得對應的相同電流下的組件電壓值,隨后進行數值疊加。例如,在已生成組件電性能曲線前提下,通過如下一小段代碼即可得到相應組串電性能輸出曲線:
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