可以看到旁路二极管重叠情况下未被重叠的电池被遮蔽与旁路二极管无重叠情况下部分电池遮蔽情况两种情况类似，有遮蔽情况下的U-I、U-P曲线与无遮蔽情况下的曲线形状相比，部分凹陷，二极管中通过的电流较小，短路电流约为4A。旁路二极管重叠情况下被重叠的电池遮蔽情况与上述两种情况有所不同，曲线形状部分增加，二极管中通过的电流较大，与电池板短路电流相当，短路电流最大值可达8A，此时最大功率点出现在低电压区。旁路二极管重叠情况拓扑结构能输出的最大电流为2倍的短路电流，与之前的理论分析相符合。

       3.4  旁路二极管连接方式的选择

       通过以上分析可知旁路二极管重叠的拓扑结构能输出最大电流为2倍的短路电流。但一个二极管不能无限制的并联单体电池，存在一个最大可旁路的电池数N。选择旁路二极管连接方式时必须考虑这一点。

       设定单体电池两端电压大于−0.8Ub为单体电池的安全工作区。如图15所示，N−2号电池被遮蔽，反偏电压为Us。

       综上，二极管重叠连接可以有效地减少失配损失，增加最大输出电流，但同时它可能导致光伏组件最大功率点出现在低压区，填充系数降低。此外一个二极管不能无限并联光伏电池，而有最大可旁路电池数限制。

       因此，当需要较大的短路电流且最大旁路电池数N能满足要求时，可以选择旁路二极管重叠的拓扑结构，如果不需要很大的短路电流，并且考虑到追求较大的填充系数，并减少电路冗余，应当选择二极管无重叠的拓扑结构。

       4  实际应用中光伏阵列遮挡条件下的仿真分析

       目前实际应用中最常见的拓扑结构是无重叠方式。对无重叠方式并联了旁路二极管的光伏阵列遮挡情况进行仿真。其中光伏组件1被遮挡，光照强度为100W/m2，其他组件光照强度均为500 W/m2。连接方式如图16所示。

       仿真结果如图17所示。

       可以看到，由于内部集成了旁路二极管，光伏电池的两端不会出现大的反偏电压。正常情况下二极管反向偏置，不导通，也不产生功率损耗。当光伏电池被遮挡短路电流小于所要通过的电流时，二极管导通，光伏电池两端的电压被二极管嵌位，保护了被遮挡的电池，使其不会承受过大的反向电压和过大的功率损耗。同时，遮挡情况下光伏阵列出现了功率失配的现象，光伏阵列U-P图出现了多波峰的复杂情况，对最大功率点追踪等控制算法提出了更高的要求。

       5  结论

       本文在MATLAB仿真平台上实现了光伏电池反向Bishop模型及其阵列子电路模型，通过与实验数据对比，充分证明了模型的有效性。定性分析了光照强度、温度以及模型中各个参数对光伏组件反向特性的影响；利用光伏电池反向模型，分析得出当光伏电池的短路电流小于流经电池的电流时就会发生热斑效应的结论。并联旁路二极管对于抑制热斑效应、减轻热斑效应危害具有显著作用。旁路二极管的连接拓扑有重叠形式和不重叠形式两种，通过对旁路二极管不同拓扑结构进行仿真分析，为并联旁路二极管拓扑结构的选择提供了依据；实用光伏阵列的模型在遮挡情况下出现了多波峰特性，旁路二极管对光伏阵列起到较好的保护效果。