CN108536896A - 一种光伏逆变器内温度场计算方法 - Google Patents

一种光伏逆变器内温度场计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108536896A
CN108536896A CN201810166798.5A CN201810166798A CN108536896A CN 108536896 A CN108536896 A CN 108536896A CN 201810166798 A CN201810166798 A CN 201810166798A CN 108536896 A CN108536896 A CN 108536896A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photovoltaic
model
converter
calculation method
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810166798.5A
Other languages
English (en)
Inventor
陈玉新
王宝营
李丹阳
王凯
梁中超
何洪胜
秦元明
安志勇
刘会来
王士刚
刘善亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Changsheng Electric Design Institute Co Ltd
QINGDAO NEW ENERGY SOLUTIONS Inc (NESI)
Dagong Qingdao New Energy Material Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Changsheng Electric Design Institute Co Ltd
QINGDAO NEW ENERGY SOLUTIONS Inc (NESI)
Dagong Qingdao New Energy Material Technology Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Changsheng Electric Design Institute Co Ltd, QINGDAO NEW ENERGY SOLUTIONS Inc (NESI), Dagong Qingdao New Energy Material Technology Research Institute Co Ltd filed Critical Qingdao Changsheng Electric Design Institute Co Ltd
Priority to CN201810166798.5A priority Critical patent/CN108536896A/zh
Publication of CN108536896A publication Critical patent/CN108536896A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

一种光伏逆变器内温度场计算方法，涉及一种光伏技术领域，包含如下步骤：通过三维建模CAD软件建立光伏逆变器的三维几何模型，然后导入到网格划分软件中；对外边界进行划分边界层网格，并设置相应的边界条件名称；根据模型和边界条件设置相对应的边界参数；加载风机性能曲线；设置相应的监测条件；设定求解步数并进行求解计算；后处理分析；根据分析结果优化几何模型。本发明解决了不同的外界环境下光伏逆变器内温度分布较难预测的问题；可以不通过实验方法就能得到准确而直观的光伏逆变器内温度分布；在设计阶段就规避可能会存在的一些设计缺陷，对光伏逆变器的结构设计进行数据支撑，优化结构设计。

Description

一种光伏逆变器内温度场计算方法
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体涉及一种光伏逆变器内温度场计算方法。
背景技术
近年来光伏大棚的发展日渐迅猛，各种不同的棚型也层出不穷，光伏大棚在越来越多的区域进行应用。光伏种类越来越多，光伏发电之后需要逆变器将光伏发电的直流变交流，之后进行并网输运。光伏逆变器内的温度需要控制在合理的范围内，温度过高会使得光伏逆变器的效率急剧下降，同时对其寿命也存在较大影响，随着仿真分析手段的不断强大，通过仿真分析来确定逆变器内的温度等参数不仅提供了相关的理论依据，同时大大节约了人力成本和时间成本，准确度高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种光伏逆变器内温度场计算方法，可以通过数学建模和计算机辅助计算的方式对光伏逆变器内的温度场进行有限元计算，对逆变器内的结构优化和风机参数的选取能够提供指导意义。此方法能够对光伏逆变器内的温度分布进行精准预测，对当前的研发设计进行计算验证，为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包含如下步骤：
（1）通过三维建模CAD软件建立光伏逆变器的三维几何模型，然后导入到网格划分软件中；
（2）将模型导入有限元分析软件中；
（3）对结构件的固体壁面进行抽中面处理；
（4）定义逆变器的材料属性；
（5）对外边界进行划分边界层网格，并设置相应的边界条件名称；
（6）根据模型和边界条件进行设置相应的参数，选择计算模型，瞬态模拟，同时考虑重力影响，设置重力方向和大小；
（7）设置空气的物理性质，密度和粘度，比热导热等；；
（8）设置能量方程，求解温度；；
（9）设置逆变器的发热功率；
（10）设置风机的参数以及外界环境的参数，包括风机的风量和外界的风速和温度；
（11）求解算法采用couple算法；
（12）能量方程的松弛因子设置为0.95；
（13）初始化设置，设置初始时刻逆变器内的温度
（14）设定相应的求解步数进行求解计算；
（15）后处理分析；
（16）根据分析结果优化几何模型。
在步骤（1）中，所述三维几何模型包络百叶窗，风机，逆变器内的发热元器件的模型，所述模型为湍流模型，采用的湍流模型是 RNG k-e 模型，壁面函数选取标准壁面函数进行求解，求解算法采用SIMPLE算法，各子项之间的离散格式采用如下离散格式：梯度的离散采用的是基于节点的格林高斯算法，压力的离散采用PRESTO!算法，湍流项中湍动能和湍流耗散率均采用二阶迎风格式。
在步骤（5）中所述网格划分采用结构化六面体进行划分，第一层网格高度y+值为100。
在步骤（15）中，后处理分析包括对监测值进行分析梳理，得到温度的分布。
在步骤（16）中，所述模型的优化参数包括风机的流量和百叶窗结构尺寸。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：
1、通过本发明描述的一种光伏逆变器内温度场计算方法解决了不同的外界环境下光伏逆变器内温度分布较难预测的问题；
2、通过本发明描述的一种光伏逆变器内温度场计算方法可以不通过实验方法就能得到准确而直观的光伏逆变器内温度分布；
3、通过本发明描述的一种光伏逆变器内温度场计算方法能够在设计阶段就规避可能会存在的一些设计缺陷，对光伏逆变器的结构设计进行数据支撑，优化结构设计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
参看图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含如下步骤：
（1）通过三维建模CAD软件建立光伏逆变器的三维几何模型，然后导入到网格划分软件中；
（2）将模型导入有限元分析软件中；
（3）对结构件的固体壁面进行抽中面处理；
（4）定义逆变器的材料属性；
（5）对外边界进行划分边界层网格，并设置相应的边界条件名称；
（6）根据模型和边界条件进行设置相应的参数，选择计算模型，瞬态模拟，同时考虑重力影响，设置重力方向和大小；
（7）设置空气的物理性质，密度和粘度，比热导热等；；
（8）设置能量方程，求解温度；；
（9）设置逆变器的发热功率；
（10）设置风机的参数以及外界环境的参数，包括风机的风量和外界的风速和温度；
（11）求解算法采用couple算法；
（12）能量方程的松弛因子设置为0.95；
（13）初始化设置，设置初始时刻逆变器内的温度
（14）设定相应的求解步数进行求解计算；
（15）后处理分析；
（16）根据分析结果优化几何模型。
在步骤（1）中，所述三维几何模型包络百叶窗，风机，逆变器内的发热元器件的模型，所述模型为湍流模型，采用的湍流模型是 RNG k-e 模型，壁面函数选取标准壁面函数进行求解，求解算法采用SIMPLE算法，各子项之间的离散格式采用如下离散格式：梯度的离散采用的是基于节点的格林高斯算法，压力的离散采用PRESTO!算法，湍流项中湍动能和湍流耗散率均采用二阶迎风格式。
在步骤（5）中所述网格划分采用结构化六面体进行划分，第一层网格高度y+值为100。
在步骤（15）中，后处理分析包括对监测值进行分析梳理，得到温度的分布。
在步骤（16）中，所述模型的优化参数包括风机的流量和百叶窗结构尺寸。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：
1、通过本发明描述的一种光伏逆变器内温度场计算方法解决了不同的外界环境下光伏逆变器内温度分布较难预测的问题；
2、通过本发明描述的一种光伏逆变器内温度场计算方法可以不通过实验方法就能得到准确而直观的光伏逆变器内温度分布；
3、通过本发明描述的一种光伏逆变器内温度场计算方法能够在设计阶段就规避可能会存在的一些设计缺陷，对光伏逆变器的结构设计进行数据支撑，优化结构设计。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种光伏逆变器内温度场计算方法，其特征在于：它包含如下步骤：
（1）通过三维建模CAD软件建立光伏逆变器的三维几何模型，然后导入到网格划分软件中；
（2）将模型导入有限元分析软件中；
（3）对结构件的固体壁面进行抽中面处理；
（4）定义逆变器的材料属性；
（5）对外边界进行划分边界层网格，并设置相应的边界条件名称；
（6）根据模型和边界条件进行设置相应的参数，选择计算模型，瞬态模拟，同时考虑重力影响，设置重力方向和大小；
（7）设置空气的物理性质，密度和粘度，比热导热等；；
（8）设置能量方程，求解温度；；
（9）设置逆变器的发热功率；
（10）设置风机的参数以及外界环境的参数，包括风机的风量和外界的风速和温度；
（11）求解算法采用couple算法；
（12）能量方程的松弛因子设置为0.95；
（13）初始化设置，设置初始时刻逆变器内的温度
（14）设定相应的求解步数进行求解计算；
（15）后处理分析；
（16）根据分析结果优化几何模型。
2.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器内温度场计算方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述模型为湍流模型，采用的湍流模型是 RNG k-e 模型，壁面函数选取标准壁面函数进行求解，求解算法采用SIMPLE算法，各子项之间的离散格式采用如下离散格式：梯度的离散采用的是基于节点的格林高斯算法，压力的离散采用PRESTO!算法，湍流项中湍动能和湍流耗散率均采用二阶迎风格式。
3.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器内温度场计算方法，其特征在于：在步骤（15）中，后处理分析包括对监测值进行分析梳理，得到温度的分布。
4.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器内温度场计算方法，其特征在于：在步骤（16）中，所述模型的优化参数包括风机的流量和百叶窗结构尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器内温度场计算方法，其特征在于：在步骤（5）中所述网格划分采用结构化六面体进行划分，第一层网格高度y+值为100。
6.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器内温度场计算方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述三维几何模型包络百叶窗，风机，逆变器内的发热元器件的模型。
CN201810166798.5A 2018-02-28 2018-02-28 一种光伏逆变器内温度场计算方法 Withdrawn CN108536896A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810166798.5A CN108536896A (zh) 2018-02-28 2018-02-28 一种光伏逆变器内温度场计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810166798.5A CN108536896A (zh) 2018-02-28 2018-02-28 一种光伏逆变器内温度场计算方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108536896A true CN108536896A (zh) 2018-09-14

Family

ID=63486333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810166798.5A Withdrawn CN108536896A (zh) 2018-02-28 2018-02-28 一种光伏逆变器内温度场计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108536896A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109412050A (zh) * 2018-11-14 2019-03-01 贵州电网有限责任公司 基于传感器优化布置的配电室环境调节系统的调节方法
CN113283024A (zh) * 2021-05-11 2021-08-20 重庆邮电大学 一种基于有限元建模的拓扑优化和参数优化的风机轮毂结构优化方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109412050A (zh) * 2018-11-14 2019-03-01 贵州电网有限责任公司 基于传感器优化布置的配电室环境调节系统的调节方法
CN109412050B (zh) * 2018-11-14 2020-07-31 贵州电网有限责任公司 基于传感器优化布置的配电室环境调节系统的调节方法
CN113283024A (zh) * 2021-05-11 2021-08-20 重庆邮电大学 一种基于有限元建模的拓扑优化和参数优化的风机轮毂结构优化方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Topology optimization for the design of conformal cooling system in thin-wall injection molding based on BEM
Wang et al. Large-scale wind turbine blade design and aerodynamic analysis
Gopalan et al. A coupled mesoscale–microscale framework for wind resource estimation and farm aerodynamics
CN103699744B (zh) 一种基于有限元法的风电主控柜体热管理分析及优化方法
WO2022099713A1 (zh) 一种基于 overset 模型的低温碳化炉丝束加热过程三维模拟方法
CN105608273B (zh) 一种基于cfd软件优化动力电池包温度分布的系统
Bouhal et al. Towards an energy efficiency optimization of solar horizontal storage tanks and circulation pipes integrating evacuated tube collectors through CFD parametric studies
CN108536896A (zh) 一种光伏逆变器内温度场计算方法
CN107368638A (zh) 一种牵引电机变压器多物理场数值模拟方法及装置
CN111125966B (zh) 一种储气罐三维数值模拟方法
Moghadassian et al. Inverse design of single-and multi-rotor horizontal axis wind turbine blades using computational fluid dynamics
Wang et al. Thermal-fluid-structural topology optimization of coolant channels in a proton exchange membrane fuel cell
Horikiri et al. Numerical simulation of convective airflow in an empty room
CN104950261B (zh) 电池的硬件在环仿真测试方法及系统
Gerhold et al. Efficient computation of 3D-flows for complex configurations with the DLR-TAU code using automatic adaptation
US20220414282A1 (en) Boundary layer mesh generation method based on anisotropic volume harmonic field
CN103729524B (zh) 一种输电导线大电流融冰的数值模拟方法
Zhang et al. Numerical simulation of turbulent natural convection heat transfer in an MW-class offshore wind turbine nacelle based on a multi-feature acquisition meshing technique
CN112270109A (zh) 一种高温碳化炉中石墨棒加热性能的模拟方法
Yang et al. A novel global optimization algorithm and its application to airfoil optimization
CN109657368B (zh) 一种空调散热器的优化方法
CN106529010A (zh) 一种利用有限元模型设计抗凝露型环网柜外壳的方法
Zhang et al. Experimental and numerical investigations of aerodynamic loads and 3D flow over non‐rotating MEXICO blades
CN108563818A (zh) 一种用于光伏大棚逐日辐射计算的建模方法
Cheng et al. Numerical investigation of channel for helium cooled China HCCB-TBM first wall by application enhance heat transfer method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180914

WW01 Invention patent application withdrawn after publication