基于电路的光伏数组单元级二极管模型分析
系统与控制
2025-08-26 v1 系统与控制
摘要
太阳能光伏系统规模不断扩大，在高渗透地区（如加州）已服务于峰值削减和需求响应等多个功能。因此，光伏系统对电网运营的关键性要求必须提供精确的模型。当前做法是将由多个光伏面板组成的光伏数组用聚合单二极管模型(SDM)表示，该高度抽象的模型难以捕捉局部阴影和热点等真实世界行为。因此，我们发展了基于电路的单元级光伏数组模型，该模型为每个面板使用单二极管模型，并将其互连形成数组。这种方法在细胞水平物理特性与控制相关的系统水平行为之间架起了桥梁。我们建立了提出的单元级数组电路模型与聚合单二极管数组模型之间的数学等价条件。通过使用来自实际光伏面板的参数进行仿真，我们生成了实证证据。结果表明，提出的单元级数组模型能够更准确地表示在非理想条件（如局部阴影）下的数组电气行为。采用最大功率点跟踪控制，该模型在局部阴影情景下对数组实际功率输出估计的准确性提高了21.2%，在热点情景下提高了8.1%。
引用
@article{arxiv.2508.17374,
title = {Analysis of Circuit-based Per-Panel Diode Model of Photovoltaic Array},
author = {Peng Sang and Santhosh Balasubramanian and Amritanshu Pandey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.17374},
year = {2025}
}