光伏阵列数学模型研究：牛顿迭代法的应用

"这篇文章是2011年发表在《浙江科技学院学报》上的科研论文，由陈正伟、朱建华、裘君英和刘浏合作完成，探讨了光伏阵列的解析模型及其在仿真中的应用。研究中，他们构建了光伏阵列的物理模型，并采用牛顿迭代法和不动点迭代法来解决与伏安特性相关的超越方程，以求得更精确的光伏阵列伏安特性曲线。" 光伏阵列解析模型的研究是太阳能电力系统领域的关键技术之一，它涉及如何理解和模拟光伏电池在不同环境条件下的行为。光伏阵列是由多个光伏电池单元串联或并联组成的，其工作原理基于光电效应，将太阳光能转化为电能。在这个过程中，光伏阵列的输出电压和电流受到光照强度、温度以及负载电阻等多种因素的影响。 在本论文中，作者首先依据光伏阵列的物理特性，如光伏效应、串联电阻和并联电阻等，构建了光伏阵列的数学模型。这个模型是基于直流（DC）物理模型，能够反映光伏阵列在不同条件下的伏安特性，即电压-电流关系。为了求解这个模型中的非线性超越方程，作者应用了两种迭代算法——牛顿迭代法和不动点迭代法。 牛顿迭代法是一种数值分析方法，适用于求解复杂的非线性问题，具有较快的收敛速度。在处理光伏阵列模型中的超越方程时，牛顿迭代法能够更有效地找到方程的根，从而确定光伏阵列在特定条件下的电压和电流值。不动点迭代法虽然也是有效的，但在快速收敛性上可能略逊于牛顿迭代法。 通过这些数学模型和迭代算法，研究人员能够获得光伏阵列在各种环境条件下的伏安特性曲线，这对于优化光伏系统的性能、设计高效的逆变器和预测发电量至关重要。此外，这个模型还可用于光伏系统的仿真研究，帮助工程师在设计和调试阶段就能预测和分析系统的运行性能。 关键词涉及光伏阵列、迭代法和仿真，表明该论文的核心内容是关于如何使用数学工具对光伏阵列进行建模和仿真，以提升太阳能发电系统的性能和效率。中图分类号TM615.2和TM743分别对应于电气工程和自动化技术，这反映了论文所属的专业领域。文献标志码A通常表示基础理论研究，表明这是对光伏阵列解析模型的理论探讨和方法论研究。文章编号则为1671-8798(2011)06-0456-04，是论文在期刊中的唯一标识。