提升智能建筑的能源韧性：一种用于缓解城市部分遮挡问题的新型并联-串联光伏架构 Tanveer Abbas, Syed Talha Safeer Gardezi, Noman Khan, Adnan Khan, Shakeel Ahmed, Kambiz Tehrani

《Smart Cities》：Enhancing Smart Building Energy Resilience: A Novel Parallel-Series PV Architecture for Urban Partial Shading Mitigation Tanveer Abbas, Syed Talha Safeer Gardezi, Noman Khan, Adnan Khan, Shakeel Ahmed and Kambiz Tehrani

智能建筑光伏系统中提出并串联转换器方案，通过模块并联与转换器串联设计在硬件简化基础上实现与微逆变器相当的效率，经MATLAB/SIMULINK仿真和32×2光伏板原型验证有效降低系统功率损失。

　　

摘要

建筑集成光伏系统是智能建筑和可持续城市基础设施的重要组成部分，有助于提高能源效率并减少智能城市的碳足迹。失配损耗（特别是在部分遮荫情况下）是光伏（PV）系统面临的一个问题，尤其是在建筑物、树木和其他结构形成复杂遮荫模式的城市环境中。这会导致显著的功率损失和效率降低。为了解决这个问题，已经广泛采用了多种方法，如串式转换器、多串式转换器、中央式转换器和微型逆变器/功率优化器。然而，这些方法存在硬件复杂性的问题，并且仅对某些遮荫模式有效；在其他情况下则效果不佳。功率优化器在所有遮荫模式下都能提高效率，而串式转换器则具有硬件结构简单的特点。我们提出了一种新型的并串式转换器，能够在智能建筑应用中有效减少失配损耗，其效率与功率优化器相当，同时硬件结构也较为简单。在所提出的并串式转换器设计中，多个光伏模块并联连接到非常简单的转换器上，然后多个这样的转换器串联连接以获得最终输出。使用MATLAB/SIMULINK对这种转换器在各种遮荫模式下的性能进行了严格评估。此外，还开发了一个由3×2块光伏面板组成的原型系统，用于硬件评估。仿真和硬件测试结果表明，所提出的并串式转换器在硬件结构简单性方面明显优于功率优化器，并且性能优于其他转换器，因此特别适合对成本效益和可靠性要求较高的智能建筑能源系统。