[发明专利]基于内部等效参数的光伏组件剩余寿命预测方法

说明书

本发明公开了光伏组件技术领域的一种基于内部等效参数的光伏组件剩余寿命预测方法，旨在解决现有技术中对光伏组件剩余寿命预测效果差的技术问题。根据不同工况下光伏组件的输出特性曲线图，获取光伏组件内部等效参数；通过BP神经网络算法，结合辨识的样本数据，分别建立内部等效参数的各自预测模型；基于实时内部等效参数值，获取光伏组件实时输出功率，从而获取光伏组件剩余寿命，本发明能够显著提高光伏组件预测寿命的准确性，降低因组件性能退化不一致所引起的光伏电站经济性减少的可能性。

技术领域

本发明属于光伏组件技术领域，具体涉及一种基于内部等效参数的光伏组件剩余寿命预测方法。

背景技术

截至2019年3月底，全国光伏发电装机已达1.797亿千瓦，为实现国家清洁能源替代战略提供了强有力的支撑与保障。然而，随着光伏组件服役时间的增加，其输出功率特性也随之发生明显变化，且呈现出性能退化不一致现象。对光伏组件进行剩余寿命预测，不仅可及时指导光伏电站运维，也可进行优化光伏组件的梯次利用，显著提升光伏电站运行经济性、安全性。基于此，研究光伏组件的剩余寿命预测具有极大的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于内部等效参数的光伏组件剩余寿命预测方法，以解决现有技术中对光伏组件剩余寿命预测效果差的技术问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于内部等效参数的光伏组件剩余寿命预测方法，其特征是，包括以下步骤：

a、根据不同工况下光伏组件输出特性曲线图，获取光伏组件内部等效参数；

b、采用BP神经网络分别对各内部等效参数建立预测模型，用于获取光伏组件的实时内部等效参数；

c、建立光伏组件输出功率估算模型，获取实时输出功率，预测光伏组件的剩余寿命。

所述内部等效参数包括光生电流、二极管反向饱和电流、二极管理想因子、等效串联电阻和等效并联电阻。

采用磷虾算法获取光伏组件内部等效参数。

所述步骤a具体包括以下步骤：

aa、选取公式(1)作为光伏组件的结构模型，

式中，q表示电子电荷量(1.602×10^-19C)；k表示波尔兹曼常数(1.38×10^-23J/K)；V表示I-V特性曲线中电压采样值，I表示I-V特性曲线中电流采样值；W(·)表示Lambert W函数，I_ph表示光生电流，I_SD表示二极管反向饱和电流，n表示二极管理想因子，R_s表示等效串联电阻，R_sh表示等效并联电阻，T表示绝对温度；

通过最小化模型仿真值与实测值之间误差，以获得不同工况下的实际参数值；

ab、选取公式(2)为目标函数，

式中，θ＝(I_ph、I_SD、n、R_s、R_sh)表示待辨识参数，f_i(V,I,θ)表示第i组实测值和仿真值的差值，M表示数据采样点个数；

ac、随机初始化一组辨识参数值θ，对目标函数RMSE值进行计算；然后通过磷虾算法根据RMSE值更新参数值θ，以校正仿真模型输出；对上述辨识过程进行循环迭代，直至迭代终止条件满足，即可辨识出最优化模型参数值θ。

所述步骤b的具体过程如下：