[发明专利]一种局部遮阴条件下光伏组件电流电压输出特征的模拟方法

说明书

本发明公开了一种局部遮阴条件下光伏组件电流电压输出特征的模拟方法，根据反向饱和电流为零以及并联电阻为无穷大的假设条件，化简光伏电池单指数二极管电流输出方程为幂律方程；根据遮荫情况下的光照强度和温度，分析得到光伏组件中每一块电池的短路电流、开路电压、最大功率点处的电流和电压；根据上述组件中每一块电池的电流变化，分析得出每一块电池并联的旁路二极管是否导通，并由此得到组件中每块电池在不同光照强度和温度下的输出电压；扫描光伏组件的电流从零到短路电流，得到组件输出电压，并全局拟合光伏组件局部遮荫情况下的实验数据与模拟数据，获得均方根误差。本发明的技术效果是：可简单且较高精度的模拟局部遮阴条件下光伏组件电流电压输出特征。

技术领域

本发明涉及局部遮阴条件下光伏组件电流电压输出特征的模拟领域，具体为一种局部遮阴条件下光伏组件电流电压输出特征的模拟方法。

背景技术

光伏组件的发电除了受环境温度的影响外，还会受到外界乌云等遮挡的影响[W.B.Xiao et al.，International Journal of Photoenergy,2015,2015：191603.]。由此组件中每一块电池由于光照强度的不一致，导致光伏组件输出特性会多变；为了使光伏组件始终输出最大功率，人们提出来各种方法分析光伏组件遮荫下的工作状态[Jianbo Baiet al.，Solar Energy,2015,112:41–54]。目的是实时调整光伏组件的工作点，使它始终工作在最佳状态。

所以，在此，我们提出一种局部遮阴条件下光伏组件电流电压输出特征的模拟方法，通过分析遮荫下电池组件中每块电池的工作状态，判断组件电流电压变化的新方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种局部遮阴条件下光伏组件电流电压输出特征的模拟方法，它是通过分析遮荫下电池组件中每块电池的工作状态，判断组件电流电压的变化，实现简单且较高精度的提取组件输出特征的方法，电池组件由于受乌云等外部影响，导致组件中每块电池工作特征不同而影响电池组件输出的特征分析。该方法可用于光伏发电系统。

本发明是通过以下技术方案实现的，方法步骤为：一种局部遮阴条件下光伏组件电流电压输出特征的模拟方法，其特征在于：

(1)根据反向饱和电流为零以及并联电阻为无穷大的假设条件，化简光伏电池单指数二极管电流输出方程为幂律方程；

(2)根据遮荫情况下的光照强度和温度，分析得到光伏组件中每一块电池的短路电流、开路电压、最大功率点处的电流和电压；

(3)根据上述组件中每一块电池的电流变化，分析得出每一块电池并联的旁路二极管是否导通，并由此得到组件中每块电池在不同光照强度下的输出电压；

(4)扫描光伏组件的电流从零到短路电流，得到组件输出电压，并全局拟合光伏组件局部遮荫情况下的实验数据与模拟数据，获得均方根误差。

所述步骤(1)中，化简光伏电池单指数二极管电流输出方程为幂律方程中，将利用光伏电池最大功率点处电压与电流实验数据；

所述步骤(2)中，局部遮阴条件下每一块电池的短路电流、开路电压、最大功率点处的电流和电压，将利用了标准测试条件(即光强1000瓦/平方米,温度25摄氏度)下的短路电流、开路电压、最大功率点处的电流和电压，以及对应的短路电流温度系数、开路电压温度系数、最大功率点电流温度系数和电压温度系数；

所述步骤(3)中，分析得出每一块电池并联的旁路二极管是否导通，是根据每一块电池的电流变化与其短路电流的大小关系判断；

所述步骤(4)中，是全局拟合光伏组件局部遮荫情况下的实验数据与模拟数据，获得均方根误差。

光伏电池幂律方程为：