一種光伏陣列現場測試系統的研究

摘要：本文採用電容充電動態測試方法，對電容充電過程中的電壓、電流進行取樣，獲取光伏陣列特性曲線及各項引數，為有效評價光伏電站的控制和設計水平提供參考資料。文章詳細介紹了系統的工作原理，並在此基礎上，基於一種太陽能電池陣列數學模型，對光伏陣列特性曲線進行分析，預估任意條件下的光伏陣列特性曲線。

對光伏陣列實際測試結果表明了該系統的合理性及精確性。

關鍵詞：光伏陣列；動態電容；數字濾波；預估

文獻標識碼：a

引言光伏發電是一種新興的可再生能源利用方式，利用其核心部件光伏電池的光伏效應，直接將太陽能轉換成電能供人們使用。理論上講，光伏陣列的發電量應該等於陣列上所有單體光伏電池發電量的總和。但在實際使用過程中，由於光伏電池會受到諸多因素的干擾，如：

單體光伏電池損壞或者受到遮蔽造成熱島效應；光伏陣列受到外界因素（比如：大風）的作用導致高度角、傾斜角發生改變，使得光伏發電系統的總發電量、系統效率等存在著變化，導致理論上設計合理的光伏陣列在實際執行時會產生較大的誤差。因此，需要對光伏陣列進行現場測量。

通過測量結果來分析、評價光伏陣列的設計，並進行必要的修正，解決理論設計與實際應用之間存在的誤差，使光伏發電系統的設計更為合理，提高光伏陣列利用效率。

1光伏陣列特性

1.1光伏電池特性

光伏電池的特性一般包括伏安特性、照度特性以及溫度特性[1]。

光伏電池的伏安特性是指光伏電池在一定的溫度和日照強度下所表現出來輸出電流和輸出電壓之間的對應關係，常簡稱為i-v特性。圖1為在標準情況下，光伏電池的伏安特性。

圖1 光伏電池的伏安特性

目前，對光伏陣列特性的現場測試方法主要是：可變功率電阻測量法[2]，對電容充放電測量等方法。兩種常用測量方法各有優缺點，電容充放電測量方法中，在測量過程中要注意，電容器容量的選擇對充放電效果的影響，

光伏電池的照度特性是指光伏電池的輸出引數與光照強度s之間的關係。如圖2所示，光伏電池短路電流isc與照度s成正比，開路電壓voc隨照度s按指數函式規律增加。