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光伏材料和装置将太阳光转化为电能。一个单一的光伏设备被称为电池。

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物理代写|光电技术代写Photovoltaic Technology代考|ETP2410

物理代写|光电技术代写Photovoltaic Technology代考|HBZVR-D Topology

HBZVR-D inverter [15] is designed with an ac bidirectional freewheeling path and a CMV clamping branch as shown in Fig. 38. The bidirectional freewheeling path consists of a switch, $S_5$, and a full-bridge rectifier $\left(D_1-D_4\right)$. Diodes $D_5$ and $D_6$ form the clamping branch of the freewheeling path. The voltage divider is made up of two capacitors.

Each pair of the diagonal switches, i.e., $S_1, S_4$ and $S_2, S_3$, is operated simultaneously at switching frequency during the positive and negative half-cycle respectively. Current flows through the corresponding pair of diagonal switches to generate the desired unipolar voltage as shown in Fig. 39. On the other hand, $S_5$, is ON during the freewheeling period. Current freewheels through $D_2$ and $D_3$, and, $D_1$ and $D_4$ during the positive and negative half-cycle respectively. At the same time, $D_5$ or $D_6$ conducts and clamps the CMV to constant, $V_{\mathrm{DC}} / 2$, as presented in Fig. $40 .$ The leakage current is completely eliminated.

The clamping branch of HBZVR-D ensures the complete clamping of CMV to $V_{\mathrm{DC}} / 2$ during the freewheeling period. It is well noted that the output current flows through only two switches in every conduction period. This explains why HBZVR-D has relatively higher efficiency than those of DC decoupling topologies. HBZVR-D combines the advantages of the low-loss $\mathrm{AC}$ decoupling method and the complete leakage current elimination of the CMV clamping method.

物理代写|光电技术代写Photovoltaic Technology代考|The Mathematical Model

The PV cell is made up of semiconductor materials which can convert solar irradiance into electrical energy. Based on the electronics theory of semiconductor p-n junction, it can be described by a current source. The equivalent circuit model of PV cell is shown in Fig. 1. It consists of an ideal current source $I_{\mathrm{ph}}$ in parallel, reverse diode, series resistance $R_{\mathrm{s}}$ and parallel resistance every $R_{\mathrm{sh}}[1]$.
$I_{\mathrm{ph}}$ is the PV generated current which is relative to the solar radiation and temperature. The stronger the irradiance is, the greater the $I_{\mathrm{ph}}$ will be. The output character of a single PV cell is described as
$$
i=I_{\mathrm{ph}}-I_0\left[\exp \left(\frac{q\left(u+i R_{\mathrm{s}}\right)}{A k T}\right)-1\right]-\frac{\left(u+i R_{\mathrm{s}}\right)}{R_{\mathrm{sh}}}
$$
where $I_0$ is the PV cell reverse saturation current that mainly depends on the temperature (its magnitude is $\left.10^{-4} \mathrm{~A}\right), q$ is the electronic charge of an electron $\left(1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}\right), T$ is the temperature of the PV cell, $k$ is Boltzmann’s constant $\left(1.38 \times 10^{-23} \mathrm{~J} / \mathrm{K}\right), A$ is the ideality factor (1.2 for Si-mono), $i$ the PV cell output current, $u$ the PV cell output voltage, $R_{\mathrm{s}}$ and $R_{\mathrm{sh}}$ the equalized resistors that related to the temperature.

Although (1) has been widely used in the analysis of PV cell theory, but the expression of five parameters, including $I_{\mathrm{ph}}, I_0, R_{\mathrm{sh}}, R_{\mathrm{s}}$ and $A$ appeared in the equation, are not only related to the temperature and the irradiance levels, but also it is difficult to determine, and inconvenience in the engineering application, so we do the following simplification.

Due to $R_{\mathrm{sh}}$ is very big and $I_{\mathrm{sh}}$ have little impact on the photocurrent, so we can ignore the value of $V+I R_s / R_{\mathrm{sh}}$.
Set $I_{\mathrm{ph}}$ is equal to $I_{\mathrm{sc}}$, because $R$ is very small.
Define the open-circuit conditions $u=U_{\mathrm{oc}}, U=U_{\mathrm{m}}$ and $I=I_{\mathrm{m}}$ at the MPP.

光电技术代考

物理代写|光电技术代写光伏科技代考|HBZVR-D Topology

HBZVR-D逆变器[15]设计有交流双向自由轮路径和CMV夹紧支路，如图38所示。双向自由轮路径由开关$S_5$和全桥整流器$\left(D_1-D_4\right)$组成。二极管$D_5$和$D_6$构成自由轮路径的夹紧分支。分压器是由两个电容器组成的

每一对对角开关，即$S_1, S_4$和$S_2, S_3$，分别在正半周期和负半周期内以开关频率同时操作。电流通过相应的对角开关对产生所需的单极电压，如图39所示。另一方面，$S_5$在自由期间是打开的。当前飞轮分别通过$D_2$和$D_3$，以及，$D_1$和$D_4$在正半周期和负半周期。同时，$D_5$或$D_6$进行并夹紧CMV至恒定$V_{\mathrm{DC}} / 2$，如图$40 .$所示，泄漏电流被完全消除

HBZVR-D的夹紧分支确保CMV在自由轮期间完全夹紧$V_{\mathrm{DC}} / 2$。值得注意的是，输出电流在每个导通周期中只通过两个开关。这就解释了为什么HBZVR-D比直流解耦拓扑具有相对更高的效率。HBZVR-D结合了低损耗$\mathrm{AC}$解耦法和CMV夹紧法的完全漏电流消除的优点

物理代写|光电技术代写光伏技术代考|数学模型

. PV电池是由半导体材料组成的，它可以把太阳辐照度转换成电能。根据半导体p-n结的电子学理论，它可以用电流源来描述。PV电池的等效电路模型如图1所示。它由一个理想的并联电流源$I_{\mathrm{ph}}$、反向二极管、串联电阻$R_{\mathrm{s}}$和并联电阻每$R_{\mathrm{sh}}[1]$组成，
$I_{\mathrm{ph}}$是PV产生的相对于太阳辐射和温度的电流。辐照度越强，$I_{\mathrm{ph}}$值越大。单个PV电池的输出特性描述为
$$
i=I_{\mathrm{ph}}-I_0\left[\exp \left(\frac{q\left(u+i R_{\mathrm{s}}\right)}{A k T}\right)-1\right]-\frac{\left(u+i R_{\mathrm{s}}\right)}{R_{\mathrm{sh}}}
$$
，其中$I_0$是主要取决于温度的PV电池反饱和电流(其大小为$\left.10^{-4} \mathrm{~A}\right), q$是电子的电荷$\left(1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}\right), T$是PV电池的温度，$k$是玻尔兹曼常数$\left(1.38 \times 10^{-23} \mathrm{~J} / \mathrm{K}\right), A$是理想因子(Si-mono为1.2)，$i$是PV电池输出电流，PV电池输出电压$u$，与温度相关的均衡电阻$R_{\mathrm{s}}$和$R_{\mathrm{sh}}$

虽然(1)在PV电池理论分析中得到了广泛的应用，但是方程中出现的包括$I_{\mathrm{ph}}, I_0, R_{\mathrm{sh}}, R_{\mathrm{s}}$和$A$在内的五个参数的表达式不仅与温度和辐照程度有关，而且难以确定，在工程应用中也不方便，因此我们做如下简化

由于$R_{\mathrm{sh}}$非常大，$I_{\mathrm{sh}}$对光电流的影响很小，所以我们可以忽略$V+I R_s / R_{\mathrm{sh}}$的值
设置$I_{\mathrm{ph}}$等于$I_{\mathrm{sc}}$，因为$R$非常小。
在MPP上定义开路条件$u=U_{\mathrm{oc}}, U=U_{\mathrm{m}}$和$I=I_{\mathrm{m}}$

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题，以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法，其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型；这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型（GLM）归属统计学领域，是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语广义线性模型（GLM）通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归，以及方差分析和方差分析（仅含固定效应）。

有限元方法代写

有限元方法（FEM）是一种流行的方法，用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法，用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程（即一些边界值问题）。为了解决一个问题，有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分，称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的，它是通过构建对象的网格来实现的：用于求解的数值域，它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统，以模拟整个问题。然后，有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机分析代写

随机微积分是数学的一个分支，对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

时间序列分析代写

随机过程，是依赖于参数的一组随机变量的全体，参数通常是时间。随机变量是随机现象的数量表现，其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值（如1秒，5分钟，12小时，7天，1年），因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中，往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录，以得到其自身发展的规律。

回归分析代写

多元回归分析渐进（Multiple Regression Analysis Asymptotics）属于计量经济学领域，主要是一种数学上的统计分析方法，可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系，在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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