局部阴影遮挡下太阳能电池-超级电容一体化阵列功率补偿及其动态阵列重构

针对局部阴影导致光伏阵列输出功率下降、行电流不均及P-U特性多峰等问题，提出太阳能电池-超级电容（SCS）一体化阵列方案，结合SCS器件与动态重构拓扑。基于超级电容充放电特性，设计行电压闭环控制策略，以最大化输出功率为目标，通过开关矩阵调节SCS与光伏阵列连接方式，实现对阴影电池的功率补偿与电流均衡。建立9×9 SCS仿真模型，在四种云层阴影模式下对比TCT、静态与动态重构及SCS方案。结果表明，SCS阵列填充因子达77.4%，功率损耗约18 W，性能优于其他方案，显著提升阴影下输出功率。

针对局部阴影遮挡下太阳能电池最大输出功率降低,进一步导致光伏阵列行电流不均衡,功率-电压(P-U)输出特性曲线产生多峰值等问题,提出了太阳能电池-超级电容(solar cell-supercapacitor,SCS)一体化阵列方案,由SCS器件、动态重构拓扑与常规光伏阵列相连接组成.基于SCS器件的超级电容充/放电特性,提出行电压闭环控制策略,根据光伏阵列行电压与最大功率点电压的偏差,以一体化阵列输出功率最大为控制目标,以开关矩阵连接方式为决策变量,调整SCS器件与光伏阵列连接方式,均衡光伏阵列各行电流,实现SCS器件对阴影遮挡电池进行功率补偿.搭建9×9的SCS 一体化阵列仿真模型,对比分析4种典型动态云层阴影遮挡模式下,全交叉型(total-cross-tied,TCT)、静态阵列重构技术、动态阵列重构技术、SCS 一体化阵列的输出特性.结果表明:SCS一体化阵列填充因子达77.4％,功率损耗约18 W,优于其他3种方案.SCS 一体化方案有效提高了局部阴影遮挡下光伏阵列的输出功率.