[发明专利]一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法

权利要求书

1.一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将八块规格尺寸性能参数一致的竖装切半光伏组件串联，构成光伏组串；

(2)依次遮挡其中一块组件的半块、两块组件的半块、三块组件的半块，直至八块组件的半块；

(3)构建切半光伏组串遮挡条件下组件与旁路二极管连接的简化模型；

(4)根据简化模型，建立切半遮挡组串的特性曲线方程，绘制其I-V及P-V特性曲线；切半遮挡组串的I-V特性曲线呈现两层阶梯下降的形状，P-V曲线有两个峰值；

(5)已知切半遮挡组串中的总串联组件数目、被遮挡的组件数目、切半组件在STC下的参数，得到切半遮挡组串在第一个波峰的电压、电流及第二个波峰的电压、电流的近似关系。

2.根据权利要求1所述的一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法，其特征在于，所述步骤(1)，以八块规格尺寸电参性能一致的竖装切半组件串联为例，建立切半光伏组串遮挡条件下的模型，可将切半组件串联数目扩展为N，N大于等于2，并且N不能超过逆变器所能串联的最大组件数目。

3.根据权利要求1所述的一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法，其特征在于，所述步骤(2)，依次遮挡其中一块组件的半块、两块组件的半块、三块组件的半块，直至八块组件的半块，遮挡组件的半块是将竖装组件中间汇流条以下的全部电池片遮挡，采用黑色反光背板遮挡。

4.根据权利要求1所述的一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法，其特征在于，竖装切半组件中间汇流条以下的全部电池片遮挡后，下半块组件不能再输出功率，并且，从竖装切半组件最下面一行的全部电池片横向遮挡90％，逐渐向上增大遮挡面积，一直到完全遮住下半块组件，在这片阴影遮挡区间内下半块组件都不能输出功率。

5.根据权利要求1所述的一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法，其特征在于，所述步骤(3)，为构建切半光伏组串遮挡条件下组件与旁路二极管连接的简化模型，首先对切半组件模型做如下假设：组件输出电流与太阳辐射强度成正比；忽略温度对组件性能的影响；忽略太阳辐射强度对电压的影响，将一块遮挡后的切半组件简化为中间汇流条以上的半块组件与一个旁路二极管D并联，以遮挡四块为例，切半组串的遮挡简化模型即为遮挡后剩余的四个上半块组件分别并联一个旁路二极管D，再与未遮挡的四个完整的切半组件串联。

6.根据权利要求1所述的一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法，其特征在于，所述步骤(4)中，切半遮挡组串的数学模型用关于电流的分段函数表示：

其中，Iarr、Varr为切半遮挡组串的输出电流、电压；Isc1、Voc为切半光伏组件在STC条件下的短路电流、开路电压；Isc2为切半光伏组件被遮挡后剩余的上半块组件在STC条件下的短路电流，近似于0.5倍的Isc1；Ns2为旁路二极管D导通前参与发电的串联组件数，即切半组串的总组件数目；Ns1为旁路二极管D导通后参与发电的串联组件数，以遮挡四块为例，Ns2＝8，Ns1＝4。

7.根据权利要求1所述的一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法，其特征在于，所述步骤(4)，切半组串的I-V特性曲线呈现两层阶梯下降的形状，P-V曲线有两个峰值。

8.根据权利要求1所述的一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法，其特征在于，所述步骤(5)，确定切半组串中总的串联组件数N以及组串中被遮挡的组件块数Ns，并且已知切半组件在STC下的最大功率点电压Vm和最大功率点电流Im，得到切半遮挡组串在第一个峰值点的电压Vm1、电流Im1、功率Pm1及第二个峰值点的电压Vm2、电流Im2、功率Pm2的近似关系：

Vm1≈(N－Ns)*Vm

Im1≈Im

Vm2≈N*Vm

Im2≈0.5*Im

Pm1≈(N－Ns)*Vm*Im

Pm2≈0.5*N*Vm*Im。