[发明专利]一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法

说明书

本发明公开了一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法，包括：将八块规格尺寸性能参数一致的切半光伏组件串联，构成切半光伏组串；依次遮挡组件的半块；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；根据简化模型，建立切半遮挡组串的特性曲线方程，绘制其特性曲线；切半组串的特性曲线呈现两层阶梯下降的形状，有两个峰值；已知切半遮挡组串中的参数，得到切半遮挡组串在第一个波峰及第二个波峰的近似关系。本发明可以通过建立切半光伏组串遮挡模型，判断逆变器是否追踪到全局最大功率点，为切半组串的实际遮挡实验提供参考，填补切半组串遮挡条件下模型研究的空白。

技术领域

本发明专利涉及光伏组件技术，具体涉及一种光伏切半组件遮挡条件下建模方法。

背景技术

太阳能是取之不尽，用之不竭，清洁无污染并可再生的绿色环保能源。利用太阳能发电，无可比拟的清洁性、高度的安全性、能源的相对广泛性和充足性、长寿命以及免维护性等其他常规能源所不具备的优点，光伏能源被认为是二十一世纪最重要的新能源。

近年来，我国光伏行业不断加快技术创新提升组件输出功率，相继开发出叠片组件、双面组件、切半组件等多类型的组件产品。封装后的光伏组件的输出功率低于所有电池片的功率之和。这主要来源于组件封装过程中的光学损失和电学损失。前者由焊带遮光、玻璃和EVA等封装材料导致的反射和吸收损失，后者是电池失配、焊带电阻、汇流带电阻、焊接不良引起的接触电阻、接线盒电阻等引起的功率损失。可用CTM值来衡量电池封装成为组件带来的效率损失，即组件输出功率与电池片功率总和的比值，CTM值越大就表示组件封装导致的功率损失越大。

切半组件是将标准规格的电池片通过激光对切后先串再并，通过每根主栅的电流降为原来的一半，功率损耗就变为原来的1/4，从而降低了组件内阻导致的功率损失。切半组件由于内部功率损失较小，封装效率高，可提高CTM1％以上，并带来5-10W的功率提升。切半组件工作温度低，结构上一分为二，在应对阴影遮挡抗热斑效应方面有着得天独厚的优势。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种切半光伏组串遮挡条件下建模方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种光伏切半组串遮挡条件下建模方法，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，构成切半光伏组串；(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……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下最大功率点的电流电压等参数，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、电流等近似关系。

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。

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……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。

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。

根据切半遮挡组串的简化模型，特性曲线方程用关于电流的分段函数表示：