[发明专利]一种光伏阵列故障状态的快速建模方法

权利要求书

1.一种光伏阵列故障状态的快速建模方法，其特征在于：设目标阵列为m个光伏组件串联而成的串，每个组件由N_d个子串串联而成，每个子串又由N_s个电池片串联而成，则阵列子串个数n＝N_d×m；模型的输入为阵列电池片辐照度矩阵G，元素G_i,j代表第i个子串中第j个电池片的辐照度，为n×N_s维实数集，阵列电池片温度矩阵T，元素T_i,j代表第i个子串中第j个电池片的温度，二极管短路配置向量D_f，元素代表第i个子串被短路，否则为正常，为n维实数集,阵列等效老化电阻R_c；输出为阵列I-V特性曲线，及阵列电压序列V_a，以及电流序列I_a；

所述建模方法包括以下步骤：

步骤一、配置阵列各电池片环境参数，即配置G和T，配置二极管故障，即配置D_f，以及配置阵列等效老化阻值，即配置R_c，从而建立模型的输入；

步骤二、统计所有电池片中n_e种不同的环境参数，即n_e种不同的[G_i,j,T_i,j]向量；

步骤三、统计每个子串上n_e种不同的环境参数所包含的电池片数量，得到矩阵E，元素E_i,j代表第i个子串中第j类环境参数下电池片个数，为n×n_e维自然数集合，并统计E中n_es种不同行向量，从而获得n_es组不同环境配置的子串，以及每一组中相同环境配置子串的个数，从而得到矩阵N_g，元素N_gi表示第i组中相同配置的子串的个数，为1×n_es维自然数集合；

步骤四、计算每一组对应子串的I-V特性曲线，将每一组对应的子串电压乘以该组子串个数，并去除该组中被短路子串的电压，从而获得无老化故障下的阵列IV特性曲线，及电压序列V_a，以及电流序列I_a；

步骤五、对I-V曲线进行如下操作：曲线所对应的电流序列不变，电压序列去除等效老化电阻R_c带来的压降，即I_a不变，V_a＝V_a-I_a×R_c，简称对I-V曲线的老化变换。

2.根据权利要求1所述的一种光伏阵列故障状态的快速建模方法，其特征在于：在所述步骤四中，采用模拟电流扫描原理计算第i组子串的I-V特性曲线，其中i＝1...n_es，即给定一个电流值I，利用Lambert W显式函数计算各电池片在单二极管模型下的输出电压，并对所有电池片电压进行叠加得到电流I所对应的子串输出电压；不断增加电流值，直到所有电池片输出电压累加和为0为止。