摘 要：光伏組件切片技術(shù)是提升組件功率的一種有效方法，但結(jié)構(gòu)的變化給研究復(fù)雜場(chǎng)景下光伏組件輸出性能的建模帶來(lái)一定的難度。該文提出一種陰影遮擋場(chǎng)景下三分片光伏組件性能模擬的方法，該方法以單太陽(yáng)電池為基礎(chǔ)，結(jié)合等效電路的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，對(duì)陰影遮擋場(chǎng)景下三分片組件的輸出性能進(jìn)行模擬，最后采用不同遮光實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證算法的準(zhǔn)確性。通過(guò)模型計(jì)算功率與實(shí)測(cè)值對(duì)比，三分片組件5參數(shù)的最大誤差為2.68%，最小誤差為0.51%；三分片組件遮陰失配模型中最大功率點(diǎn)的最大功率誤差為3.34%，最小誤差為1.02%，證明該方法具有較高的精度。此外，該文還對(duì)三分片組件在不同遮擋場(chǎng)景下的輸出性能進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果表明：三分片串并聯(lián)的電路結(jié)構(gòu)能使組件在局部陰影遮擋情況下獲得更高的輸出，三分片組件抗陰影遮擋性能更優(yōu)。

關(guān)鍵詞：光伏組件；發(fā)電量仿真；失配損失；陰影遮擋；切片組件

中圖分類號(hào)：TM615" " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

隨著光伏行業(yè)新技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏組件降本提效是行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)方向［1］。組件切片技術(shù)能有效提升光伏組件功率［2］，切片光伏組件是指將太陽(yáng)電池分成若干個(gè)小太陽(yáng)電池，制成更高效、可靠的光伏組件［3］。

切片技術(shù)在組件制造過(guò)程中所造成的困難主要在太陽(yáng)電池切割時(shí)的碎片率、組件焊接時(shí)的焊接次數(shù)，但切片技術(shù)帶來(lái)的效益足以彌補(bǔ)前述情況帶來(lái)的損耗，特別是半片技術(shù)，其碎片率及焊接產(chǎn)能損失相比于切片技術(shù)帶來(lái)的功率提升、損耗降低等收益均較?。?］。

從光伏組件的發(fā)展歷程來(lái)看，第一代組件的太陽(yáng)電池是整片技術(shù)，后發(fā)展為第二代的半片技術(shù)（即太陽(yáng)電池二分法），目前切片組件的應(yīng)用價(jià)格得到企業(yè)認(rèn)可。電站于2018年左右開始批量、規(guī)?；褂冒肫M件［2］，現(xiàn)階段半片組件全球市場(chǎng)占比超過(guò)90%。

三分片技術(shù)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一。半片組件由于串阻提升，限制了210 mm的輸出功率［5］；四分片組件和五分片組件的功率相比于三分片組件略有提升，但隨著分片數(shù)量的增加，組件相關(guān)制程難度大大提高，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品良率產(chǎn)生較大影響。三分片組件相比于半片組件具備電阻損耗低、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。

目前三分片技術(shù)比較典型的產(chǎn)品包括天合在國(guó)際市場(chǎng)主推的新高端產(chǎn)品小金剛，該三分片組件已在歐美市場(chǎng)大批量出售。三分片技術(shù)也已經(jīng)成為未來(lái)高效組件發(fā)展趨勢(shì)之一。

陰影遮擋是導(dǎo)致失配的主要原因［6］，研究失配情況下光伏組件的輸出性能是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。該研究為進(jìn)一步提高光伏電站的運(yùn)行效率提供了參考依據(jù)。錢家棟等［7］提出一種基于模擬和實(shí)驗(yàn)的方法研究半片單晶硅太陽(yáng)能組件熱斑現(xiàn)象，建立數(shù)值模型來(lái)模擬半片光伏組件熱斑現(xiàn)象；楊澤偉等［8］使用單二極管模型和Bishop模型詳細(xì)模擬了不同半片光伏組件的I-V輸出特性，并分析正常和陰影狀態(tài)下的輸出結(jié)果；Hanifi等［9］評(píng)估并對(duì)比了光伏組件（整片、半片、三分片電池）在沙漠和溫和氣候地區(qū)的輸出差異；Müller等［10］提出一種光伏組件電阻功率損失的分析模型，研究PERC太陽(yáng)電池串聯(lián)的機(jī)械穩(wěn)定性和電阻功率損耗；Sabzali等［11］在單一情況下，以及在使用Boost-Spice的年度能源產(chǎn)量模擬中，對(duì)具有不同切割單元設(shè)計(jì)的部分遮光模塊進(jìn)行了詳細(xì)的遮光分析，通過(guò)使用選定遮光對(duì)象的遮光水平輪廓來(lái)計(jì)算整個(gè)模塊的遮光場(chǎng)景。以上做了大量陰影模擬失配實(shí)驗(yàn)，并給出組件安裝建議；但針對(duì)新型切片組件尤其是三分片組件的通用失配模型仍有待深入。

基于此，本文提出陰影遮擋情況下三分片光伏組件性能模擬方法，該方法能準(zhǔn)確并快捷地計(jì)算三分片組件的電力輸出性能。此外，本文另一工作內(nèi)容是針對(duì)三分片和整片常規(guī)組件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)不同遮擋場(chǎng)景下的輸出性能差異進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)并分析研究。

1 三分片光伏組件輸出性能建模方法

1.1 三分片組件電路分析

常規(guī)組件是由整片太陽(yáng)電池串聯(lián)連接，三分片組件為保持封裝組件的電壓不變，采取了上下兩個(gè)子串并聯(lián)的連接形式［12］，如圖1所示。

求解三分片電池的I-V曲線需要輸入太陽(yáng)電池的5參數(shù)（光生電流、串并聯(lián)電阻、二極管理想因子和反向飽和電流）［13］，因三分片組件存在電阻損耗及失配條件下的電池輸出特性差異，需結(jié)合太陽(yáng)電池的電路結(jié)構(gòu)重新確定5參數(shù)的值，如圖2所示。圖2中，[Rs，full]為整片電池電路的串聯(lián)電阻，Ω；[Io]為等效二極管反向飽和電流，A；[Iph]為光生電流，A；[Rsh]為并聯(lián)電阻，Ω；[Rs，cut]為三分片電池電路的串聯(lián)電阻，Ω；[Rr，full]為整片電池電路的焊帶電阻，Ω；[Rr，cut]為三分片電池電路的焊帶電阻，Ω。

結(jié)合三分片太陽(yáng)電池上下并聯(lián)的電路結(jié)構(gòu)，太陽(yáng)電池內(nèi)部的電流與面積成正比，故三分片太陽(yáng)電池的[Iph]和[Io]表示為式（1）和式（2），下標(biāo)module表示組件相關(guān)參數(shù)，下標(biāo)full表示整片太陽(yáng)電池相關(guān)參數(shù)，下標(biāo)cut表示三分片組件太陽(yáng)電池相關(guān)參數(shù)。

[Iph，cut=Iph，full/2=Iph，module/2] （1）

[Io，cut=Io，full/2=Io，module/2] （2）

串聯(lián)太陽(yáng)電池的數(shù)量決定整個(gè)光伏組件的電壓，故太陽(yáng)電池的串并聯(lián)電阻和二極管理想因子[a]表示為：

[acut=afull/N=amodule/N] （3）

[Rs，cut=Rs，full/N×2=Rs，module/N×2] （4）

[Rsh，cut=Rsh，full/N×2=Rsh，module/N×2] （5）

式中：[N]——三分片電池整片太陽(yáng)電池的數(shù)量。

1.2 三分片組件功率損失計(jì)算模型

光伏組件的串聯(lián)電阻由兩個(gè)部分組成［14］：1）太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻（[Rs]），主要由硅電阻、金屬和半導(dǎo)體接觸產(chǎn)生的電阻以及金屬電極的電阻；2）焊接帶的電阻（[Rr]）。

假設(shè)太陽(yáng)電池上匯流條的電阻可忽略不計(jì)，實(shí)際應(yīng)用中，將太陽(yáng)電池切割成3塊或多塊，從而減少電阻的損失，此時(shí)切割之后的最小太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻表示如式（6）［14］所示。

[Rfull=Rs，full+Rr，full] （6）

對(duì)于切片組件，串聯(lián)電阻與電池面積成反比，而焊接帶電阻與焊接帶的長(zhǎng)度成正比。切割之后的三分片組件的各電阻表示為［14］：

[Rs，cut=nRs，full] （7）

[Rr，cut=1nRr，full] （8）

對(duì)具有[n]部分切割串聯(lián)太陽(yáng)電池的組件來(lái)說(shuō)，串聯(lián)電阻為所有太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻和焊帶電阻的相加，如式（9）所示。

[Rcut=nRs，cut+Rr，cut=nnRs，full+1nRr，full" " " "=n2Rs，full+Rr，full] （9）

由于通過(guò)每個(gè)最小切割部分的有效電流為通過(guò)切割之前的整片組件的[1/n]，因此根據(jù)功率的求解公式計(jì)算出整片組件和切片組件的電阻損耗為［14］：

[Ploss，full=I2Rs，full+Rr，full] （10）

[Ploss，cut=In2n2Rs，full+Rr，full=I2Rs，full+1n2Rr，full] （11）

從式（11）可看出，對(duì)于切片組件來(lái)說(shuō)，電池的串聯(lián)電阻損耗保持不變，所以電阻損耗的減少主要是由于[Rr]的變化。因此忽略串聯(lián)電阻后的焊接帶相對(duì)功率損耗減少，如式（12）所示。

[S=Pribbon，loss（full）-Pribbon，loss（cut）Pribbon，loss（full）=1-1n2] （12）

由式（12）可看出，將一個(gè)整片組件切割成[n]分，每部分的功率損耗將隨[n]的增加以[1/n2]的比例減少。在三分片組件中，焊接帶電阻導(dǎo)致的功率損耗減少了8/9。然而，對(duì)于切片組件來(lái)說(shuō)，并不是將整片太陽(yáng)電池切割得越多，焊接帶電阻導(dǎo)致的功率損耗就會(huì)無(wú)限制的減少，超過(guò)三分片錯(cuò)配、太陽(yáng)電池之間額外的間隙等問題便會(huì)呈指數(shù)倍增加，因此本文針對(duì)切片組件中的三分片組件進(jìn)行研究。

1.3 三分片光伏組件陰影失配條件輸出性能建模

模型假設(shè)每塊太陽(yáng)電池不存在自身差異，僅以吸收太陽(yáng)輻照度的角度去建立單太陽(yáng)電池陰影遮擋導(dǎo)致的失配模型。

在失配的情況下，該組件的輸出曲線會(huì)呈現(xiàn)階梯狀，是因?yàn)榕月范O管的分流作用，而出現(xiàn)的多個(gè)極值點(diǎn)均是旁路二極管導(dǎo)通的臨界點(diǎn)處，因此二極管是否導(dǎo)通成為三分片太陽(yáng)電池遮陰失配模型建立的關(guān)鍵因素。

為了研究光伏組件在部分太陽(yáng)電池被遮擋情況下的輸出特性，假設(shè)組件中的第一串太陽(yáng)電池里的第一個(gè)太陽(yáng)電池被遮擋。

當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，被遮擋的太陽(yáng)電池和未被遮擋的電池片會(huì)產(chǎn)生差異。被遮擋的太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的光生電流小于未被遮擋的太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的光生電流，如式（13）所示。

[Iph，1-1lt;Iph，1-2=Iph，1-3=…=Iph，1-n] （13）

由于流經(jīng)光伏組件的電流隨外部負(fù)載變化，旁路二極管受到流經(jīng)電流的影響會(huì)存在導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)［15］：

1）當(dāng)[0≤I≤Iph，1-1]，即外接的負(fù)載過(guò)大，串聯(lián)電路輸出的電流很小，此時(shí)被遮擋的太陽(yáng)電池正常輸出，此時(shí)所連接的旁路二極管處于截止?fàn)顟B(tài)［15］，此時(shí)該串的電壓如式（14）所示。

[V1=V1-1+V1-2+…+V1-n=V1-1+i=2nV1-i] （14）

式中：[V1]——電池串的輸出電壓，V；[V1-n]——該電池串中單個(gè)太陽(yáng)電池的輸出電壓，V。

2）當(dāng)[Iph，1-1≤I≤Iph，1-i（I≥2）]時(shí)，此時(shí)被遮擋的太陽(yáng)電池發(fā)生反向偏置。在一定反向電壓范圍內(nèi)，流經(jīng)二極管的電流僅為10-1 mA量級(jí)［15］，可忽略不計(jì)，此時(shí)的被遮擋太陽(yáng)電池電壓近似表示如式（15）所示。

[V1-1=-I-Iph，1-1Rsh，1-1-IRs，1-1] （15）

式中：[Rs，1-1]——被遮擋太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻，Ω；[Rsh，1-1]——被遮擋太陽(yáng)電池的并聯(lián)電阻［15］，Ω。

當(dāng)旁路二極管保護(hù)的電池串的電壓超過(guò)電壓閾值[Vbd]時(shí)，此時(shí)該旁路二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。因此當(dāng)電池串電壓[V1lt;-Vbd]時(shí)，由基爾霍夫電壓定律，這里認(rèn)為式（16）為：

[V1≈-Vbd] （16）

式中：[Vbd]——旁路二極管導(dǎo)通時(shí)電壓閾值，硅材料為0.7 V。綜上，當(dāng)組件中某一片太陽(yáng)電池受陰影遮擋時(shí)，此時(shí)該太陽(yáng)電池所在電池串的輸出電壓概括如式（17）［15］所示。

[V1=V1-1+V1-2+…+V1-n=V1-1+i=2nV1-i，" 0≤I≤Iph，1-1-I-Iph，1-1Rsh，1-1-IRs，1-1+i=2nV1-i，" " " Iph，1-1≤I≤Iph，1-i，" V1gt;-Vbd-Vbd，" Iph，1-1≤I≤Iph，1-i，" V1lt;-Vbd] （17）

1.4 算法流程

陰影遮擋情況下，三分片組件的失配模型的建立過(guò)程包括以下步驟：

1）首先確立光伏組件電池輸出性能方程。

2）根據(jù)三分片光伏組件背面的銘牌參數(shù)、太陽(yáng)電池?cái)?shù)量及內(nèi)部結(jié)構(gòu)編號(hào)，算出每一片三分片太陽(yáng)電池電特性的5參數(shù)。

3）判斷是否存在陰影遮擋：當(dāng)存在陰影遮擋時(shí)，根據(jù)太陽(yáng)電池被遮擋產(chǎn)生的陰影比例，通過(guò)修正光生電流，算出遮擋情況下三分片太陽(yáng)電池電特性的5參數(shù)，代入光伏組件輸出性能方程，得到每一個(gè)受陰影遮擋的三分片電池I-V曲線，疊加同一電池串的電壓，得到三分片電池串的I-V曲線，根據(jù)旁路二極管特性原理，判斷并聯(lián)此三分片電池串的旁路二極管是否導(dǎo)通，算得修正后的每一個(gè)三分片電池串的I-V曲線，轉(zhuǎn)入步驟4）；當(dāng)不存在陰影遮擋時(shí)，直接轉(zhuǎn)入步驟4）。

4）疊加各電池的I-V曲線得到電池串曲線，疊加電池串的I-V曲線得到電池域I-V曲線。

5）考慮三分片光伏組件內(nèi)部的并聯(lián)電路，電壓不變，對(duì)每一個(gè)并聯(lián)部分的電流求和，得到整個(gè)三分片光伏組件在陰影場(chǎng)景下的I-V和P-V曲線。

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析

為了驗(yàn)證遮陰失配模型的準(zhǔn)確性，本節(jié)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以實(shí)際測(cè)試的數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為教學(xué)樓，以人工遮擋的方式，結(jié)合光伏組件溫度和所接收到的輻照度，對(duì)組件在遮陰情況下的失配模型進(jìn)行驗(yàn)證。

本實(shí)驗(yàn)不同工況下的I-V曲線由思儀87715D光伏組件伏安測(cè)試儀測(cè)量，太陽(yáng)輻照度和組件溫度是由87110太陽(yáng)輻照儀測(cè)量，實(shí)物圖如圖3所示。

本實(shí)驗(yàn)中三分片組件為TSM-DE18M（Ⅱ）型號(hào)，均安裝在傾角為25°、方位角為0°的樓頂支架，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖片如圖4所示。

2.1 三分片組件局部遮陰模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

由于組件受到的遮擋都是不規(guī)則的，所以在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，采取人工方式對(duì)組件進(jìn)行遮擋，同時(shí)也需要保持受遮擋的組件與未受遮擋的組件所處的工況保持一致。

由此進(jìn)行了4組實(shí)驗(yàn)，分別針對(duì)同一個(gè)旁路二極管對(duì)應(yīng)的部分太陽(yáng)電池遮擋、不同旁路二極管對(duì)應(yīng)的部分太陽(yáng)電池遮擋以及不同旁路二極管對(duì)應(yīng)的部分太陽(yáng)電池同時(shí)受到遮擋的情況，對(duì)照實(shí)驗(yàn)方案如圖5所示。

實(shí)驗(yàn)針對(duì)三分片光伏組件的電性能參數(shù)，即開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)電流以及最大功率點(diǎn)功率的對(duì)比結(jié)果作為重要參考依據(jù)，能更精準(zhǔn)地評(píng)估三分片組件遮陰失配模型的適用性和準(zhǔn)確性。

具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6及表1所示。

由表1中結(jié)果可看出，對(duì)于三分片組件遮陰失配模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，最大功率點(diǎn)功率的最大誤差為3.34%，最小的誤差為1.02%；實(shí)際測(cè)量和仿真結(jié)果中的功率損失的誤差最大為2.26%，最小為0.06%。

誤差產(chǎn)生的主要原因包括人為實(shí)驗(yàn)的操作不當(dāng)?shù)炔淮_定性、建模過(guò)程中其他影響因素未考慮以及模型本身并不能完全還原實(shí)際情況等。

2.2 三分片及整片組件輸出性能實(shí)驗(yàn)分析

為了直觀分析三分片組件不同遮陰情況下的輸出性能，本實(shí)施案例將對(duì)三分片組件針對(duì)不同遮陰面積、不同遮陰位置以及不同輻照度的情況下進(jìn)行測(cè)試對(duì)比。案例分析方案遮擋示意如圖7所示。同樣選擇傾角為25°、方位角為0°的支架，同時(shí)以兩塊組件為一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確保分析時(shí)組件處于同一工況。實(shí)驗(yàn)方案如下。

方案1的對(duì)比結(jié)果如圖8所示，當(dāng)被遮擋太陽(yáng)電池處于同一個(gè)旁路二極管所連接的電池串中且遮擋較嚴(yán)重時(shí)，其輸出的I-V曲線與被遮擋太陽(yáng)電池的數(shù)量無(wú)關(guān)，因無(wú)論遮擋的太陽(yáng)電池多少，該電池串所并聯(lián)的旁路二極管都會(huì)處于導(dǎo)通狀態(tài)，使其處于短路狀態(tài)，同時(shí)也能保護(hù)被遮擋太陽(yáng)電池不因?yàn)槭苷趽醭蔀樨?fù)載而損壞，保證組件正常工作。

方案2的對(duì)比結(jié)果如圖9所示，相比于1×5的遮擋方案，3×5的遮擋方案無(wú)論是I-V曲線和P-V曲線均出現(xiàn)了微弱的第二次波動(dòng)，呈現(xiàn)出輕微的三階梯趨勢(shì)，這是由于3×5的遮擋方案中被遮擋組件橫跨兩個(gè)不同的電池串，分別并聯(lián)兩個(gè)不同的旁路二極管。對(duì)比兩種遮擋方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，組件的輸出I-V曲線會(huì)受被遮擋電池串?dāng)?shù)量的影響，但從P-V曲線中可看出，受遮擋太陽(yáng)電池?cái)?shù)量對(duì)整個(gè)組件的最大功率點(diǎn)功率的影響較小。

方案3的對(duì)比結(jié)果如圖10所示，從圖10中可看出遮擋相同的太陽(yáng)電池?cái)?shù)量，當(dāng)遮擋中間一串電池串時(shí)，組件的輸出功率明顯比遮擋兩邊的電池串的輸出功率高，這是由于本文研究的TSM-DE18M（Ⅱ）型號(hào)的三分片組件自身串并聯(lián)太陽(yáng)電池?cái)?shù)量的原因，中間電池串的太陽(yáng)電池?cái)?shù)量比兩邊少一半，當(dāng)中間的電池串太陽(yáng)電池受到遮擋的時(shí)候，旁路二極管將中間一串電池串短路，能夠正常工作的太陽(yáng)電池?cái)?shù)量多，因此出現(xiàn)圖10中所呈現(xiàn)的遮擋中間一串電池串比遮擋兩邊的輸出功率高。

方案4的對(duì)比結(jié)果如圖11所示，從圖11中兩者曲線的高重合度看出，盡管在同一個(gè)電池串中存在不同遮擋比例（75%和50%）的遮擋，兩種遮擋方式的輸出結(jié)果高度一致。這是由于光生電流的大小取決于輻照度的多少，當(dāng)同一組串聯(lián)的太陽(yáng)電池受到不同程度的陰影遮擋時(shí)，被遮擋較為嚴(yán)重的太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的光生電流比被遮擋較輕的太陽(yáng)電池要小。當(dāng)被遮擋較為嚴(yán)重的太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的光生電流小于太陽(yáng)電池電流時(shí)，受到較輕遮擋的太陽(yáng)電池繼續(xù)正常工作，而受到較重遮擋的太陽(yáng)電池則可能無(wú)法正常工作。這是因?yàn)?，較重遮擋的太陽(yáng)電池受到電流反向的影響，其輸出電壓可能會(huì)減小，甚至出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)，導(dǎo)致其無(wú)法為整個(gè)電池串提供正常的輸出電壓。由此得出，當(dāng)同一個(gè)旁路二極管上的太陽(yáng)電池受到不同程度的陰影遮擋時(shí)，遮擋較為嚴(yán)重的太陽(yáng)電池決定了該電池串的輸出特性。

方案5的對(duì)比結(jié)果如圖12所示，從圖12中可看出當(dāng)三分片組件被遮擋下半部分時(shí)，無(wú)論是I-V曲線和P-V曲線都是未受到遮擋組件的一半，研究的三分片組件分為上下兩個(gè)部分，并聯(lián)在旁路二極管上，所以當(dāng)下半部分受到遮擋的時(shí)候，不影響上半部分的電性能輸出。

方案6的對(duì)比結(jié)果如圖13所示，對(duì)于常規(guī)組件和三分片組件均遮擋一排上一半的太陽(yáng)電池。對(duì)于兩者的I-V曲線發(fā)現(xiàn)，當(dāng)組件的遮擋較為嚴(yán)重時(shí)，常規(guī)組件第二階梯降的很低，電流僅有約0.4 A曲線，而三分片組件由于電池串存在并聯(lián)的連接關(guān)系，受未被遮擋的電池串的影響，電流保持在該工況下的短路電流一半的狀態(tài)。由此可知，三分片組件相較于常規(guī)組件，切片以及串并聯(lián)的電路結(jié)構(gòu)使其具有更高的適用性，同時(shí)有更高的輸出功率。

3 結(jié) 論

為進(jìn)一步驗(yàn)證切片組件相比于整片組件在輸出性能方面的優(yōu)勢(shì)，本文提出一種陰影遮擋場(chǎng)景下三分片光伏組件性能模擬的方法，具有如下結(jié)論：

1）從仿真結(jié)果中看出仿真結(jié)果與實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比相對(duì)誤差較小，三分片太陽(yáng)電池5參數(shù)的最大誤差為2.68%，最小誤差為0.51%；三分片組件遮陰失配模型中最大功率點(diǎn)功率的最大誤差為3.34%，最小的誤差為1.02%；功率損失的誤差最大為2.26%，最小為0.06%，由此說(shuō)明針對(duì)三分片組件所建立的研究模型得到較為理想的驗(yàn)證。

2）三分片串并聯(lián)的電路結(jié)構(gòu)能使組件在局部陰影遮擋情況下獲得更高的輸出，功率損失相比于整片更低，其抗陰影遮擋性能更優(yōu)，具備良好的實(shí)際應(yīng)用性。主要原因在于旁路二極管的保護(hù)作用和三分片組件獨(dú)特的串并聯(lián)電路設(shè)計(jì)能降低組件在陰影遮擋情況下的功率損耗。

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PERFORMANCE SIMULATION METHOD OF THREE-SLICE

PV MODULE UNDER SHADOW SHADING

Huang Yueting1，Bai Jianbo1，Wang Zhujiang1，Hu Jiayu1，Zheng Shuang1，Wang Shitao2

（1. College of Mechanical and Electrical Engineering， Hohai University， Changzhou 213022， China；

2. Department of Control Science and Engineering， Harbin Institute of Technology， Harbin 150001， China）

Abstract：PV module slicing technology is an effective method to enhance the module power， but the variation of structure makes it difficult to study the modeling of PV module output performance under complex scenarios. A method to simulate the performance of three-slice PV modules under shadow shading scenarios is proposed. The method is based on a single cell and combines the series-parallel structure of the equivalent circuit to simulate the output performance of three-slice modules under shadow shading scenarios， and finally different shading experiments are used to verify the accuracy of the algorithm. By comparing the calculated power of the model with the measured value， the maximum error of the five parameters of the three sliced PV modules is 2.68% and the minimum error is 0.51%； the maximum error of the maximum power point power in the shading mismatch model of the three sliced module is 3.34% and the minimum error is 1.02%， which proves that the method has high accuracy. In addition， a comparative study on the output performance of the three-split module under different shading scenarios is conducted， and the results show that the circuit structure of three sliced series-parallel connection can enable the module to obtain higher output under local shading shading situation， and the three sliced PV module has better performance of shading resistance.

Keywords：PV modules； power generation simulation； mismatch； shading； sliced PV modules