[发明专利]一种故障状态下的太阳能光伏组件参数辨识方法

说明书

本发明涉及一种故障状态下的太阳能光伏组件参数辨识方法，该方法包括根据光伏组件单二极管等效模型电路推导出新的光伏组件五参数解析式；将光伏组件连接电压调制模块，提取不同参数时采样不同的电压电流数据点，并将采样数据点代入新解析式进行参数计算；本发明提供的光伏组件模型参数辨识方法可在太阳能光伏组件因故障而使组件的P‑V输出特征呈现多峰状态时，实现无需获知光伏组件的最大功率点、开路电压值、开路电压处dU/dI值，却能准确计算辨识包括光生电流I_ph、二极管反向饱和电流I_o、二极管理想因子n、串联电阻R_s、并联电阻R_sh等光伏组件等效模型参数，可为进一步的分析或诊断光伏组件提供数据支撑和理论依据。

技术领域：

本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种故障状态下的太阳能光伏组件参数辨识方法。

背景技术：

随着石油、煤炭等不可再生能源的逐渐衰竭枯萎以及对环境污染的日益加重，光伏发电成为了电力行业中的一大发展趋势。伴随着光伏产业的发展，由光伏电站实际运行中发现的问题使得在该领域的理论研究也愈发深入。在光伏电站实际运行中会出现光伏组件受到高大建筑、树叶、积灰等异物的局部遮挡，异物遮挡会使被遮挡的光伏组件不能处于正常工作状态，或成为负载出现发热现象，造成组件的功率损失，即所说的热斑效应，严重时还会造成灾难性事故。故为解决光伏组件局部遮挡所引起的热斑效应，往往会在组件的两端反向并联一个旁路二极管，使得光伏组件在受到局部遮挡时，导通反向并联的旁路二极管从而将受遮挡光伏组件隔离，避免热斑效应发生。而正由于光伏组件中旁路二极管的存在，使得测出的光伏组件I-V特性曲线能够呈现多峰状态。

目前针对光伏组件局部阴影遮挡或者对于出现热斑现象的光伏组件的诊断识别方法主要有两种：利用图像处理技术诊断和针对光伏组件的输出特性诊断。引入图像处理技术可以通过对光伏组件红外图像的分割与滤波处理来明确组件受阴影遮挡的范围大小；一般而言，这类图像处理算法虽有良好的鲁棒性，且可以对不同光照强度与范围的图像进行分割与判断，但却不能够做到实时监控，实施的工程成本也远比针对光伏组件输出特性进行诊断的方法大的多。而针对组件输出特性诊断的理论基础需要依靠光伏组件在局部异物遮挡下的数学模型，模型分为两类，一类模型是以光伏组件为研究基础，分别从组件电流和电压这两个变量来描述组件在受遮挡或者热斑等异常状态的输出特性，显然该模型无法准确反应含有旁路二极管的光伏组件部分受遮挡时的特性；第二类模型以Bishop模型为基础，从单块光伏电池片输出特性出发，能够具体描述出光伏组件的整体输出特性，该模型的实际物理意义虽好，但是在面对出现多峰状态时的光伏组件输出模型时会使该模型中的拟合参数值失去一定的准确性。

有鉴于此，为了更好地研究光伏组件受异物遮挡、热斑等类似的组件异常现象，根据含旁路二极管的光伏组件等效电路模型并以Bishop模型为基础，提出一种当光伏组件I-V特性曲线呈现多峰或不完整形态时，仍可通过采样该光伏组件的电压电流数据点求解出表征光伏组件物理性质的模型参数以满足实际应用需求的方法是十分必要的。

发明内容：

本发明的目的是提供一种故障状态下的太阳能光伏组件参数辨识方法，以求在太阳能光伏组件处于故障状态而使光伏组件的I-V特性曲线呈现多峰或不完整形态时，不再需要知道最大功率点、开路电压值以及开路电压处的dU/dI值，只需通过采样该光伏组件的电压电流数据点即可辨识出表征光伏组件物理性质的模型五参数(光生电流I_ph、二极管反向饱和电流I_o、二极管理想因子n、串联电阻R_s、并联电阻R_sh)，而所解模型参数能够为光伏电站的精确运维提供一种实时性好、反映光伏组件是否处在良好运行状态的切实可行方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种故障状态下的太阳能光伏组件参数辨识方法，所述参数提取方法具体步骤如下：