[发明专利]一种光伏逆变器内温度场计算方法

说明书

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。

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。