[发明专利]一种计算串并联光伏组件输出特性的方法

说明书

本发明公开了一种计算串并联光伏组件输出特性的方法，首先根据组件基本参数及环境参数对电池模型参数进行求解，其次以单个电池片为基本单元，根据串联电路电流相同，对串联电池支路进行输出特性分析，得到串联支路的输出特性，再以遮挡类型相同的电池子串为基本单元，求解子串参数，最后根据并联电路电压相同，对并联电池支路进行特性分析，从而得到串并联光伏组件的输出特性。本发明的方法能够计算出串并联光伏组件在不同辐照和不同遮挡下的I‑V，P‑V特性曲线，从而得到不同状态下组件的输出特性，能及时了解不同环境下组件输出功率的变化，有效的避免了外界环境对测量带来的影响。

技术领域

本发明涉及一种计算串并联光伏组件输出特性的方法，属于太阳能光伏技术领域。

背景技术

光伏组件的输出特性一直是光伏领域的研究热点，然而在实际工作过程中，光伏组件受到外界环境因素(辐照不均匀，环境温度变化等)的影响十分大，给光伏组件，特别是串并联光伏组件的输出特性计算带来了较大的困难。

目前，光伏组件阵列分为纯串联阵列和串并联阵列，现有对光伏组件输出特性的研究大都还停留在纯串联组件电路中，对串并联阵列的失配没有更深入的研究，但在实际应用的大型光伏电站中，更多的是组件串并联的模型。因此，急需一种计算串并联光伏组件输出特性的方法，可以得到在任意遮挡条件下串并联组件阵列失配条件下的输出特性曲现，有助于解串并联光伏组件输出特性变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种计算串并联光伏组件输出特性的方法，利用组件的基本参数开路电压，短路电流，最大功率点电压，最大功率点电流，即可计算出串并联光伏组件在不同辐照，不同温度下的输出电性能关系。

为解决上述技术问题，本发明提供一种计算串并联光伏组件输出特性的方法，包括：

1)建立光伏电池片的等效模型；

2)分别求出串联支路中不同电流下对应的电池片的电压；

3)计算串联支路的电流与电压特性关系；

4)以遮挡类型相同的电池子串为整体，作为一个电池单元，求解每个电池单元的基本参数；

5)计算每个电池单元对应电压下的电流；

6)得到串并联组件的输出特性关系曲线。

前述的串并联光伏组件是指，若干相串联的光伏电池片并联一个旁路二极管构成一个子串，取多个子串串联构成串联支路，再将多个串联支路并联连接在一起构成并联支路，联合起来就构成串并联光伏组件。

前述的步骤1)建立光伏电池片的等效模型的具体过程为：

11)建立光伏电池片的单二极管四参数等效模型，其伏安特性关系式为：

其中，I为电池片工作电流，V为电池片工作电压，I_ph为电池片的光生电流，单位为A，I₀为二极管反向饱和电流，单位为A，R_s为串联电阻，单位为Ω，A为二极管理想因子，K为玻尔兹曼常数，q为电子电荷，T为电池背板温度，单位为K；

12)计算模型参数V_oc，I_sc，V_m，I_m：