部分遮挡条件下3×3光伏阵列电气连接全交叉模式和性能分析

工程科学与技术，国际期刊22（2019）109完整文章部分遮挡条件RupendraPachauri，Rajesh Singh，Anita Gehlot，Rohit Samakaria，S.Choudhury电子仪器和控制工程系，工程研究学院，石油和能源研究大学，Dehradun，Uttarakhand 248007，印度阿提奇莱因福奥文章历史记录：2017年8月14日收到2017年11月6日修订2017年11月14日接受2018年8月24日在线提供关键词：光伏阵列串并联总交叉功率损耗填充因子A B S T R A C T提出了一种在部分遮挡条件下，将3× 3光伏阵列的电气连接从串并联（SP）转换为全交叉连接（TCT）的逐步增量着色模式-1，2和3被认为是实验和MATAB/Simulink系统的广泛的比较分析。实验系统由三部分组成：第一部分，在3× 3光伏组件矩阵，根据第二节，设计了一种基于Arduino的继电器电路操作控制方案，以修改PV模块和基于无线的用户端操作系统（UEOS）的电连接在第三部分中讨论并在MATLAB环境下对光伏阵列的数学模型进行了仿真验证在全局最大功率点（GMPP）的功率和电压，功率损耗和填充因子（FF）方面成功地进行了系统的性能分析。©2017 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍电力在任何一个国家的进步中都起着非常重要的作用。今天，大部分能源需求依赖于化石燃料。化石燃料的主要问题是稀缺、存储容量有限、污染和高成本等。迫切需要启发更可持续的能源，可再生能源（RE）是在这种情况下最好的解决方案。今天，光伏技术由于各种有利的特征而越来越受欢迎，例如太阳能辐射可用性，屋顶安装和环境友好[1，2]。部分遮光对光伏性能的影响是研究人员非常不鼓励的问题。迫切需要探索各种方法来解决这些PSC问题。此外，最好的方法之一是改进阵列配置中PV模块的电气连接[3]。此外，串联、*通讯作者。电子 邮件地 址：rpachauri@ddn.upes.ac.in（R.Pachauri），rsingh@ddn.upes.ac.in （ R.Singh ） ，anita@ddn.upes.ac.in（ A. Gehlot ） ，gmail.com（R.Samakaria），schoudhury@ddn.upes.ac.in（S. Choudhury）。由Karabuk大学负责进行同行审查本文包括对最合适的研究论文的文献综述，研究这些论文是为了获得广泛的研究空白[4对各种类型的光伏阵列配置的性能、可靠性和实施范围进行了回顾和分析。作者在[4]中研究了部分遮蔽对不同尺寸的光伏阵列配置（例如SP、TCT、BL和HC）的影响。此外，性能评估方面的最小功率损耗和FF。在文献[5]中，采用MATLAB/SIMULATION和实验研究相结合的方法，对光伏阵列串联和SP结构的I-V和P-V特性进行了综合研究，分析了遮光对光伏阵列I-V和P-V特性的影响此外，还从功率、电流损耗、FF和性能比等方面对性能进行了评估。[6-8]的作者为自适应重构方案设计了一个动态开关矩阵，以减少PV模块上的阴影效应。所提出的工作是基于实验分析的系列，SP和TCT互连的光伏阵列。在[9]中，实验装置包括一系列SP配置，研究了许多室外和实验室辐照场景的阴影效应。在此研究中，考虑了部分阴影和起伏阴影的情况，PV的并联具有较好的性能。在[10]中，进行了数学建模以估计在PSC下的PV阵列的I-V特性行为。最后通过实验测试验证了系统的有效性。作者在[11]中，调查和比较所获得的结果https://doi.org/10.1016/j.jestch.2017.11.0132215-0986/©2017 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestch×××××××110河Pachauri等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）109命名法曲线拟合因子细胞光电流的CSI电池电压辐照系数电池光电流电池电压的CTVe电子电荷（库仑）实际太阳辐射。光伏组件水平（W/m2）GSTC标准太阳辐射。光伏组件处的水平（W/m2）I阵列 光伏阵列电流（A）ICcell current（A）Io二极管饱和电流（A）Im标准辐照时的模块电流（A）Impp最大功率点电流（A）Iph光电流（A）Iphx光电流新值（A）IR行电流（A）ISC短路电流（A）IShadedshaded current（A）k玻尔兹曼常数（J/K）P阵列光伏阵列功率（W）Rp并联电阻（O）RS串联电阻（O）SC参考太阳辐射（W/m2）Sf遮光因子Sx实际太阳辐射（W/m2）Ta环境温度（°C）TCPV cell temperature（°C）Tx实际温度（°C）光伏阵列电压（V）VCcell voltage（V）VCXnew value of cell voltage（V）VmModule voltage（V）Vmppvoltage at maximum power point（V）VOC开路电压（V）希腊字母电池工作温度变化的斜率开路电压系数cT短路电流系数缩写FF填充因子全局最大功率点LMPP局部最大功率点PSC部分阴影条件光伏发电STC标准测试条件TCT总交叉连接的SP，TCT和BL光伏阵列配置验证系统性能的阴影的情况下。此外，在光伏阵列的TCT配置的情况下观察到最大电流。在[12-此外，光伏系统的性能进行了分析下的温度以及太阳辐照度的变化。采用SP、TCT等6 - 4尺寸的光伏阵列结构，研究了光伏阵列的遮光效果。此外，从TCT配置获得的结果证实了优于[16]中的SP配置。基于动态开关矩阵的电气连接用于重新配置光伏阵列，并优化系统的性能。在阴影条件下进行了广泛的实验分析[17]。在[18]中，基于MATLAB仿真的光伏组件结果与室外实验结果进行了验证，以观察光伏组件在PSC下的P-V特性行为。在[19]中，讨论了基于常规光伏阵列互连（如SP、BL、TCT和HC）的详尽研究，在阴影效应下，并分析了阴影对发电的影响此外，在现有的光伏阵列配置中计划在这种情况下，对光伏阵列（如TCT、HRPVA（半可重构光伏阵列）和FRPVA（全可重构光伏阵列））的最佳配置进行了新的数学公式和MATLAB模拟，以最大限度地减少PSC下的损耗[20]。在[21]中，将硅单晶PV模块串联连接，并研究了PSC下的性能。仿真结果验证了实验结果的正确性。[22，23]的作者检查了PSC下PV阵列的SP、TCT和BL配置的功率损耗。此外，TCT配置在阴影效应下表现出最好的性能。作者在[24]中，在光伏阵列互连的阴影场景下观察到最大和最小相对功率损耗，例如。串联、并联、SP、TCT、BL和44尺寸的HC在整个光伏阵列结构中，TCT结构的功率损耗最小，FF最大在[25]，作者考虑了TCT PV阵列配置，以研究阴影色散下的性能，从而最大限度地降低PSC下的功率损耗。在[26，27]中，一种基于动态切换的重新配置方法，用于在PSC下SP、TCT和BL连接的PV阵列与其他配置相比，TCT配置具有 [28，29]的作者用4 4尺寸的SP和TCT配置进行了实验分析。结果表明，在遮光情况下，TCT结构具有最小的功率损耗和最高的FF.利用MATLAB/Simulink对S-P、BL、TCT和HC四种发动机进行了仿真分析，4 × 4尺寸，并观察到TCT配置的性能比其他配置具有更好的性能[30]。在文献回顾的基础上，本文设计了基于3 - 3尺寸SP和TCT光伏阵列结构的实验装置，并进行了MATLAB仿真此外，性能调查进行了PSC下的全球最大功率点（GMPP）的位置，最小功率损耗和最大FF的性能指标。2. 实验装置和规格整个系统分为三个重要的部分，如：在第一部分中，3 - 3大小的光伏阵列配置与机电继电器协助改变SP中的光伏组件的电气连接，形成TCT配置。在第二部分，基于Arduino的继电器操作控制单元与数据采集系统（DAS）实时测量电压，电流，并直接发送到用户端操作系统（UEOS）在LCD（20 4字符大小）上显示。在获得系统在电压和电流方面的性能的基础上，消费者决定在UEOS的按钮的帮助下从SP更改配置TCT实验装置中所有相关组件的规格和应用见表2。所提出的算法的原理图，流程图和实验装置包括各种重要组成部分，如图1和图2所示。1（a）-（b）和2，R. Pachauri等人 /工程科学与技术，国际期刊22（2019）109-130111图1（a）. 拟议系统框图。图1（b）.所提出的SP到TCT配置的重新排列算法的流程图。3. 光伏系统和阵列配置的建模TCln. Ipho-Ic-IC. RsRsh1依呀哟RsRsh3.1. 光伏发电系统PV阵列由PV电池的串联/并联组合构成，其通常由如图3所示的最常用的电气等效电路表示为，PV电池电压VVCV在等式中给出。（1）作为，太阳能电池工作温度TC随太阳辐照水平SC而变化。这些效应也通过电池电压和光电流的温度系数CTV和CTI包括在模型中，相应地使用方程：（2）和（3），CTV¼1bTTa-Tx 2X¼公司简介>>Sc112河Pachauri等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）109图二. 实验装置。I阵列<$I1<$I2<$$>：<$In<$Im9>=V阵列 1/4V第二节中文（简体）中文（繁体）n V1/1我ð8ÞP阵列;图三. 太阳能光伏电池的等效电路。当光伏阵列被配置为并联连接时，光伏组件两端的电压相同，但所产生的阵列电流是单个光伏组件的总和，因此光伏阵列功率在等式中计算。（9）作为，V阵列<$V1<$V2<$$>：<$Vn）9I/I I ：：1/4XnIC TI¼ 1cT Tx-Ta3数组1 2ni¼1ith thC持续一一般配置与irow和j柱研究了辐照水平（SX）对电压和光电流的影响。（i×j<$N），PV阵列电流和电压在等式中给出。（10）作为，租金可以在校正因子CSV和CSI的帮助下获得，I阵列1/4jIm9>=其用于计算电池电压和光电流。这些可以在Eqs中表达（4）和（5），CSV¼1bTaSSx-Sc4V阵列 1/4 VmP阵列nVm Im;ð10ÞC SI¼11Sx-Sc5其中参考和实际辐照水平分别由SC和SX表示。温度和辐射的校正因子，如CTV、CTI、CSV和CSI，支持计算PV电池电压（Vcx）和光电流（Iphx）的实际值，并且可以在方程中示出（6）和（7），Vcx¼CTV CSV VCIphx¼C TIC SII ph703.2. 光伏阵列3×的PV模块互连成系列，平行且当所有预期的模块都用阴影因子Sf均匀地阴影时，则功率减小为，Parray¼Sf nVmIm11设m个模块处于阴影下;阴影模块的电流为Sf Im，而剩余的m个模块产生额定电流Im。串联配置产生的电流在等式中给出。（12）作为，I阵列<$I阴影<$SfI m12在没有旁路二极管的情况下，被遮蔽的PV模块限制阵列电流。如果光伏组件通过该二极管连接，只要串的电流小于被遮蔽的组件的电流，这些组件就保持不活动。旁路二极管两端的电压在V阵列中很少被忽略，并在等式中示出（13）作为，形成PV阵列配置的多种互连方法[26，27]。假设考虑n个PV模块，其在无遮蔽条件下产生电流Im和电压Vm。V阵列 ¼nVmP阵列¼SfnVmImΣð13Þ如果所有“n”个PV模块串联连接，则模块上的电流相同，但所产生的是各个PV模块的总和，因此串联配置的PV阵列功率被计算并在等式（1）中示出。（8）作为，被遮蔽的PV模块被二极管旁路，字符串的电流超过阴影面板产生的电流。忽略旁路二极管两端的电压降，由阵列产生的功率如下：>>;XX××××V阵列¼ n-mVmI阵列¼Im9>=R. Pachauri等人 /工程科学与技术，国际期刊22（2019）109-130113Xð14Þn 1P数组<$Sfn-mVmIm>;其中，Vmn是PV阵列的第n行的最大电压当这些PV模块以并联配置连接时，I阵列、V阵列和P阵列在等式（1）中给出。（15）作为，光伏阵列上的功率损耗可以用等式表示（20）如，功率损耗：不带PS时的1/4 MPP-带PS时的1/20 MPPIarray<$fmSfImn-mImVarray<$Vm9>=ð15ÞPSC下的光伏阵列损耗引起FF的变化，P阵列¼ fSf mImn-mImgVm从并联配置的光伏阵列所产生的功率被发现是大于下PSC的串联配置取决于开路电压和短路电流的PV阵列。随着PSC位置的变化，FF受到影响，并使用Eq. （21）如，VmppI mpp上述公式支持达到性能FF¼V Ið21Þ所需的光伏阵列配置。3.3. 光伏阵列3x3尺寸TCT配置规则光伏阵列的TCT配置是通过连接每一排节点从SP配置中识别出来的阵列电压由“r”行的电压的总和给出。因此，应用基尔霍夫电压定律，阵列的电压RVarray第1页应用基尔霍夫电流定律，每个节点处的电流可以表示为方程：（17）如，3I数组<$Ii;j-Ii;j<$$>0，其中;i< $1; 2; 3<$17第1页3.4. 功率损耗和填充因数由33大小的数组生成的电流取决于太阳辐射，并显示在方程。（18）作为，OC SC为了从PV系统获得更高的电流和电压，通过将PV模块串联和并联连接或其他先进的互连方法[26，27]连接PV模块来形成阵列。PV阵列的SP和TCT配置如图4（a）-（b）所示4. Proteus系统Proteus仿真软件是用来检查所提出的实验系统在虚拟环境中的实用性，物理实现的硬件系统之前。整个系统包括三个部分-太阳能光伏阵列的3 - 3大小与继电器电路，Arduino的继电器操作控制单元和用户端操作系统。 图 5显示了Proteus仿真模型中的光伏阵列和继电器电路控制部分。本节包括总共9（3 3）个光伏组件，这些组件将采用SP或TCT配置与继电器系统进行电气连接。Arduino Mega，两个开关用于手动改变PV模块的电气连接，LCD（大小为20 4个字符），四个继电器和RF调制解调器在用户端操作系统中使用。要将Arduino与LCD接口，请将引脚11-I.G ΣIino Mega和LCD引脚4，6连接到Arduino的30，3118¼GSTC×m单位超级Arduino的接收器引脚（Rx）链接到跨-RF调制解调器的Tx引脚和Arduino的Tx引脚连接其中Im是PV模块在STC辐照（G STC）为1000 W/m2和温度为25 °C时产生的电流。G为辐照条件下的实际辐照水平。使用KVL，阵列的电压可以使用等式2来确定。（19）如，到RF调制解调器的Rx。四个继电器用于改变从SP到TCT的配置的互连，反之亦然，手动干扰。连接用户端操作的相应两个开关。而且，A0-A9引脚连接见图4。 3× 3光伏阵列的SP和TCT配置。3V¼Vmn19×GSTC×1000GSTC10005.阴影模式114河Pachauri等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）109图五.带继电器控制电路的光伏阵列Proteus仿真模型。分别为1-9。对于每个光伏组件和阵列的电压，电流被观察并显示在LCD上。图6示出了用户端操作系统的Proteous仿真模型。该部分包括Arduino Uno，LCD，两个开关和RF调制解调器。Arduino是中央控制单元，该系统和两个开关用于选择PV阵列配置。两个开关连接到Arduino Uno的7和8引脚，Arduino的Rx引脚连接到RF调制解调器的Tx，Arduino的Tx引脚耦合到RF调制解调器的Rx从最左边的光伏组件（从下到上）逐渐增加的光伏阵列，如图中的情况a，b，c所示。 7如，在遮蔽情况下- a，由于第1行和第2行中的PV模块接收与710 W/m2相同的太阳辐射，但是在第3行中，两个模块接收710 W/m2，并且遮蔽模块接收380 W/m2的太阳辐射水平。见表1对于情况“a”（模式-1），获得3 × 3尺寸PV阵列产生的电流的SP和TCT配置第1行和第2行中产生的电流被评估为，I R1¼ 3 ×。 G I m¼ 3 ×.710 I m<$I R2<$2：13I m22第3行中的生成电流计算为，高层建筑、购物中心和住宅的存在，在大都市和高密度的人口密集的城市地区具有预定义的阴影图案的城市地区。段时间. 380Σ1000. 710 Σ1000本文所承认的阴影模式，即渐进的水平、垂直和渐进的对角线运动，涵盖了由于太阳运动而产生的所有阴影模式。文章简要讨论了这些考虑的阴影模式对光伏性能的影响，在功率损耗，GMPP的位置和最大FF。5.1. 着色图案-1三种类型的阴影情况-在此阴影模式-1中，假定可以类似地计算用于遮蔽情况“b”和“c”的PV阵列的SP和TCT配置的电流、电压和功率5.2. 着色图案-2在阴影图案-2中，假设阴影移动从最左边的一个PV模块（从左到右）逐渐增加如图1的情况a、b和c所示。 8如，对于情况“b”（模式2），3 × 3大小的产生电流的SP和TCT PV阵列配置第1行和第2行中产生的电流被评估为，I R1¼ 3 ×。 G I m¼ 3 ×.710 I m<$I R2<$2：13I m24IR3¼我是2 ×Im 1： 8Im23分×100010001000100010001000- 是的布勒姆10001000P11 P12 P13P21 P22 P23P31 P32 P33P11P12 P13P21P22 P23P31P32 P33P11P12 P13P21P22 P23P31P32 P33R. Pachauri等人 /工程科学与技术，国际期刊22（2019）109-130115见图6。用户端操作系统（UEOS）的Proteus仿真模型。案例a案例b案例c图7.第一次会议。（a）至（c）。从下到上着色情况第3行中的生成电流计算为，I R3¼ 2 ×.380米。 710米² 1：47米² 25米²可以类似地计算用于遮蔽情况“a”和“b”的PV阵列的SP和TCT配置的电流、电压和功率可以类似地计算遮光情况“a”和“c”的PV阵列的SP和TCT配置的电流、电压和功率5.3. 着色图案-3阴影图案-3，PV阵列上的阴影从左下角到右上角呈对角线向上移动。对角阴影的相关情况由图9中的模式3的情况a、b和c示出为，对于阴影图案-3的情况“c”，获得3 × 3尺寸PV阵列产生的电流的SP和TCT配置第一行中产生的电流被评估为，I R1¼ 2 ×.710米。 380 mm² I R1² 1：8I m² 26mm ²6. 结果和讨论前面的研究是为了分析所考虑的遮光模式-1，2和3对PV阵列的实验和基于Simulink的SP和TCT配置的性能的影响。6.1. 光伏阵列在PSC下的P-V和I-V特性在标准测试条件下获得的PV阵列和PSC的P-V和I-V特性如图10所示，这需要在功率、电流损耗和FF方面进行性能评估。在PSC下，P-V特性具有多个最大功率点（MPP），称为局部MPP和全局MPP，因此，追踪GMPP很有挑战性第2行中产生的电流被评估为，6.2. 光伏阵列在遮光模式下的性能IR2¼.710米380I1000- 是的710 mm² I R2²1：8I mð27Þ6.2.1. 光伏阵列特性和GMPP图7阴影模式-1下情况“a”至“c”的基于Simulink的PV阵列配置的P-V特性第3行中的生成电流计算为，I R3¼.380 I m2 ×.710米² 1：8米² 28米²如图11（a）-（c）所示。对于图7a的阴影情况，在每个PV阵列的P-V特性上观察到两个MPP。本地MPP的功率接近SP的全局MPP和TCT配置。 然而，TCT的全局点是116河Pachauri等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）109表1实验装置中使用的组件的规格和使用。第节组件规格利用率/功能1. 带继电器电路的太阳能光伏阵列（3× 3）光伏阵列-SP/TCT●光伏阵列功率：5.087 W● O. C.电压：10.8 V● S. C. 电流：0.59 A● Impp：0.55 A，Vmpp：9.25 V● 光伏组件数量：9（3× 3阵列）● 可变电阻负载：50O● 首先，采用3× 3光伏阵列的SP配置，并将其改变为TCT配置以提取最大功率，并在PSC人工辐照系统机电继电器电路板（ERCB）● 灯的总数- 16（4 ×4）● 电位计● 光强50● 继电器回路数：4● 电压：+5 V，电流：10 A● 继电器电路板上的相关组件：(a) 晶体管：2N2222(b) 电阻：330O(c) 一个指示LED● 实验室采用4× 4灯阵系统对太阳能光伏阵列● 在实验研究● 将3× 3配置的PV模块之间的电气连接从SP配置更改为TCT配置，反之亦然2. 基于Arduino的带DAS的继电器操作控制单元电压传感器●电压传感器数量：1● 测量范围：35 V电流传感器●电流传感器数量：1● 测量范围：20A DCArduino-Mega●型号：ATmega2560● 模拟引脚：AD 0-AD 7，● 3个串行接口● 工作电源：+5 V液晶显示屏●LCD数量：1● 显示尺寸：24× 4字符● 外部操作。电压：+5 V● 测量SP和/或TCT配置的光伏阵列电压● 测量SP和/或TCT配置的PV阵列电流● 连接电压和电流传感器并控制继电器操作，以改变PV模块● 实时显示光伏阵列的电压、电流发射器-接收器RF模块数据采集系统（DAS）3. 用户端操作系统发送器-接收器RF模块● 频率：433 MHz● 距离：100米● 需要Arduino 1.6.12软件(a) 说明/编码(b) 传感器和DAS之间的接口● 频率：433 MHz● 距离：100米● 向用户和操作系统发送光伏阵列电压、电流，并接收用户操作端的指令，改变光伏阵列的配置● 读取传感器模拟值并生成数据文件进行图形分析● 从用户操作端发送指令改变光伏阵列配置，并在操作端Arduino-UNO●型号：ATmega 8（8-bit）● 模拟引脚：A0-A5● 一个串行接口● 工作电源：+5 V液晶显示屏●LCD数量：1● 显示尺寸：24× 4字符● 外部操作。电压：+5 V● 使用RF模块读取按钮状态并无线监控光伏阵列的电压和● 显示光伏阵列的实时电压和电流按钮●型号：SPST●选择光伏阵列配置LED指示灯●半球形● 号LED：2（R和G）● 显示所选光伏阵列配置的状态表2阴影模式-1的SP和TCT配置的电流、电压和功率SP构型TCT配置IR *VPIR *VPCase-aCase-aIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm4.26 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm4.26 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm Im案例b案例bIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR2 = 1.8 Im2Vm3.6 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm3.6 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm ImCase-cCase-cIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR2 = 1.8 Im2Vm3.6 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm3.6 Vm ImIR1 = 1.8 ImVM1.8 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM1.8 Vm Im图7a中的阴影情况的真实全局MPP。在MATLAB/ Simulink的情况下，TCT阵列的配置具有与SP配置相同的最大功率。在全局MPP下获得的功率为TCT和SP配置分别为27.67 W和26.73 W。此外，图7 b中阴影情况下的P-V特性如图所示。 11（b），并注意到当地MPP在某些方面-2P11 P12 P13P21 P22 P23P31 P32 P33P11 P12 P13P21 P22 P23P31 P32 P33P11 P12 P13P21 P22 P23P31 P32 P33P11 P12 P13P21 P22 P23P31 P32 P33P11 P12 P13P21 P22 P23P31 P32 P33P11 P12 P13P21 P22 P23P31 P32 P33R. Pachauri等人 /工程科学与技术，国际期刊22（2019）109-130117案例a案例b案例c见图8。 (a)- （c）。从左到右着色情况表3阴影模式-2的SP和TCT配置的电流、电压和功率SP构型TCT配置IR *VPIR *VPCase-aCase-aIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm4.26 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm4.26 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm Im案例b案例bIR3 = 1.47 Im3Vm4.41 Vm ImIR3 = 1.47 Im3Vm4.41 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm3.6 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm3.6 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm Imcase-ccase-cIR3 = 1.14 Im3Vm3.42 Vm ImIR3 = 1.14 Im3Vm3.42 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm3.6 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm3.6 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM1.8 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM1.8 Vm Im案例-a案例-b案例-3图9.第九条。（a）至（c）。阴影情况表4阴影模式-3的SP和TCT配置的电流、电压和功率SP构型TCT配置IR *VPIR *VPCase-aCase-aIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR3 v1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm4.26 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm4.26 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm ImIR1 = 2.13 = ImVM2.13 Vm Im案例b案例bIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR2 = 1.8 Im2Vm3.6 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm3.6 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM2.13 Vm ImCase-cCase-cIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR3 = 1.8 Im3Vm5.4 Vm ImIR2 = 1.8 Im2Vm3.6 Vm ImIR2 = 2.13 Im2Vm3.6 Vm ImIR1 = 1.8 ImVM1.8 Vm ImIR1 = 2.13 ImVM1.8 Vm Im118河Pachauri等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）109图10个。（a）-（d）。光伏阵列在有和没有部分遮挡条件下的P-V和I-V特性见图11。 (a)- （c）。阴影情况a-c（模式-1）对P-V特性的影响。R. Pachauri等人 /工程科学与技术，国际期刊22（2019）109-130119来自TCT和SP配置的全球MPP的费用。TCT和SP配置在全局MPP下观察到的功率分别为26.55 W和26.26 W。此外，图11（c）中示出了图7c的阴影情况的P-V特性，并且观察到仅全局MPP发现了TCT和SP构型的变化，这在图11（c）中清楚地注意到。在全局MPP下观察到的功率为TCT和SP配置为25.64 W。在这种情况下，所获得的最大功率减小，因为一个串被完全遮蔽。从实验光伏阵列配置获得的结果具有类似的行为，如基于Simulink的分析。对于情况“7a”的TCT和SP配置，全局MPP处的功率分别为26.19 W和25.22 W，此外，阴影情况“7 b”的P-V特性TCT和SP配置在全局MPP下观察到的功率分别为25.06 W和24.78 W。此外，图11（c）中示出了阴影情况“7 c”的P-V特性在图12中示出了GMPP处的功率和电压，在本研究中，根据功率、GMPP下的电压进行性能评估，所得结果汇总于表5中。结果表明，TCT配置产生更多的功率相比，SP配置的光伏阵列在实验和Simulink模型。6.2.2. 功率损耗在阴影模式-1下，TCT配置的性能优于SP配置;并且功率损耗使用图十三. 阴影情况'a-c'（模式-1）对功率损耗的影响图13中的条形图。 根据表6，对于图案的大多数阴影情况，发现TCT中的功率损耗较低，6.2.3. 填充因子PV阵列上的阴影增加，这降低了FF。对于图案-1的阴影情况“a”到“c”，FF的性能在图1中以图形表示。 十四岁表7中总结了遮光效应下FF的相应值。此外，还发现在TCT配置的情况下，FF更好见图12。 (a)- （b）。遮光情况“a-c”（模式-1）对GMPP功率和电压的影响表5模式-1 SP和TCT光伏阵列配置的GMPP处的功率和电压GPPP时的P和V（实验）GPPP时的P和V（模拟）Case-a案例bCase-cCase-a案例bCase-cP（w）V（v）P（w）V（v）P（w）V（v）P（w）V（v）P（w）V（v）P（w）V（v）SP25.2226.0924.7825.6424.1324.7826.7326.1626.2625.6425.6425.60TCT26.1926.0925.0625.6424.1324.7827.6726.4626.5525.6425.6425.60120河。Pachauri等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）109表6遮阳模式-1下SP和TCT光伏阵列配置的功率损耗。功率损耗（实验）功率损耗（仿真）Case-a案例bCase-cCase-a案例bCase-cP（w）P（w）P（w）P（w）P（w）P（w）SP3.754.194.843.664.134.75TCT2.783.914.842.723.844.75对于情况“8a”的TCT和SP配置，观察到全局MPP处的功率为26.19 W和25.22 W，此外，阴影情况“8b”的P-V特性示于图10中。在图15（b）中，注意到对于TCT和SP配置，局部MPP接近全局MPP。TCT和SP配置在全局MPP下观察到的功率分别为22.21 W和21.55 W。此外，图15（c）中示出了阴影情况“8 c”的P-V特性在图16中示出了GMPP处的功率和电压，根据功率、电压在GMPP下进行性能评估，所得结果总结于表8中。结果表明，TCT配置产生更多的功率相比，SP型光伏阵列配置在实验和Simulink模型。图14. 阴影情况“a-c”（模式-1）对FF的影响6.3. 光伏阵列在遮光模式下的性能6.3.1. 光伏阵列特性和GMPP图15（a）-（c）中示出了图8的阴影图案-2下的情况“a”至“c”的基于Simulink的PV阵列配置的P-V特性对于图8a的阴影情况，在每个PV阵列配置的P-V特性上观察到两个MPP。对于SP和TCT配置，本地MPP处的功率接近全局MPP。然而，TCT的全局点是阴影情况下的真实全局MPP，如图1B所示。早上7在MATLAB/Simulink的情况下，与SP配置相比，TCT阵列的配置具有最大功率。在全局MPP下获得的功率为27.67 W，TCT和SP配置分别为26.73 W。此外，图15（b）中示出了图8bTCT和SP配置在全局MPP下观察到的功率分别为23.76 W和23.05 W。此外，图15（c）中示出了图8c的阴影情况的P-V特性，并且注意到，仅发现了TCT和SP配置的全局MPP。对于TCT和SP配置，在全局MPP处观察到的功率为19.47 W。在这种情况下，由于每个串中的一个PV模块被遮蔽，因此所获得的最大功率减小。从光伏阵列配置的实验设置中获得的结果显示了类似的行为，如Simulink分析。的6.3.2. 功率损耗在阴影图案-2下，与SP配置相比，TCT配置的性能具有更好的结果;并且功率损耗使用图17中的条形图示出。根据表9，对于图案2中的大多数阴影情况，发现TCT中的功率损失较低，6.3.3. 填充因子对于实验和模拟研究，对SP和TCT配置进行FF评估，并总结在表10中。此外，图形表示在图18中示出为，图18中的条形图显示了所有情况下所考虑的PV阵列配置的FF评估。在光伏阵列上的阴影效应最小时，FF在TCT配置中被发现最大。6.4. 遮光模式下的光伏阵列性能6.4.1. 光伏阵列特性和GMPP图19（a）中示出了图9的阴影图案-3下的情况“a”至“c”的基于Simulink的PV阵列的P-V特性（c）.在图9a的阴影情况下，在每个PV阵列配置的P-V特性上观察到两个MPP。对于SP和TCT配置，本地MPP处的功率接近于GMPP然而，TCT的全局点是阴影情况“9a”的真实全局MPP在MATLAB/Simulink的情况下，与SP配置相比，TCT阵列配置具有最大功率。TCT和SP配置在全局MPP处获得的功率分别为27.70 W和26.73 W。此外，阴影表7阴影模式-1下SP和TCT PV阵列配置的FF。FF（实验）FF（模拟）Case-a案例bCase-cCase-a案例bCase-cSP3.953.883.784.194.124.02TCT4.113.935.354.344.164.02R. Pachauri等人 /工程科学与技术，国际期刊22（2019）109-130121图15. (a)- （c）。阴影情况a-c（模式-2）对P-V特性的影响。图16. (a)- （b）。遮光情况a-c（模式2）对GMPP下功率和电压的影响。122河Pachauri等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）109表8阴影模式-2下SP和TCT光伏阵列配置的GMPP功率和电压。GPPP时的P和V（实验）GPPP时的P和V（模拟）Case-a案例bCase-cCase-a案例bCase-cP（w）V（v）P（w）V（v）P（w）V（v）P（w）V（v）P（w）V（v）P（w）V（v）SP25.2225.8121.5526.3618.4116.2626.7326.2323.0526.6219.4726.80TCT26.1926.0922.2126.7118.4116.2627.7026.2323.7626.6219.4726.80图17. 阴影情况a-c（模式-2）对功率损耗的影响。图18.阴影情况a-c（模式2）对FF的影响。图19（b）中示出了图9b的情况，并且注意到局部MPP和全局MPP之间的距离对于TCT和SP配置更大，这在图19（b）中清楚地观察到。TCT和SP配置在全局MPP下观察到的功率分别为26.54 W和23.01 W。此外，图19（c）中示出了阴影情况“9 c”的P-V特性TCT和SP配置分别为19.47 W。在这种情况下，从TCT配置获得的功率更高。从光伏阵列配置的实验装置中获得的结果显示了与Simulink分析相似的行为。对于情况“9a”，观察到TCT和SP配置的全局M