[发明专利]一种获取光伏电池输出特性曲线的方法和系统

说明书

本发明揭示了一种获取光伏电池输出特性曲线的方法，包括以下步骤：步骤1、求取不同温度或特定温度、以及不同日照强度下短路点电流Isubgt;sc/subgt;；步骤2、根据生产厂商提供的数据求取参数反向饱和电流Isubgt;o/subgt;、理想因数n、串行电阻Rsubgt;s/subgt;和并行电阻Rsubgt;sh/subgt;；步骤3、求取光伏电池输出特性曲线的导数计算公式；步骤4、通过递推法由导数差分方程求出不同温度或特定温度和不同日照强度下的输出特征曲线的各个离散点；步骤5、根据各个离散点组成不同温度或特定温度和不同日照强度下的光伏电池输出特性曲线。本发明可以通过生产厂商提供的数据获得曲线中需要的参数信息，采用导数差分方程有效的避开隐式超越方程和迭代算法，使得输出特性曲线的求解方便、精度较高。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏电池发电领域，尤其是涉及一种太阳能光伏电池输出特性曲线的求取方法。

背景技术

随着全球变暖、碳排放、不可持续地使用化石燃料和全球石油价格的上涨，转向更可持续、自然和环境友好的能源至关重要。与其他传统能源不同，太阳能的使用除了是一种清洁和可再生的资源外，还不会对环境产生任何有害的排放。太阳能还具有没有运动部件、无声操作、低维护、长寿命(最大降解率Pmax1％)和入射太阳辐射直接转化为电能等相关的优点。光伏电池是太阳能光伏发电系统的主要组成部分，其输出特性曲线是光伏电池工作性能的直接依据，在光伏电池建模、性能预测、最大功率点跟踪和故障诊断中起到重要作用。

对于光伏电池输出特性曲线最直接的获取方法是用IV曲线测试仪直接测量，但是测量的输出特性曲线仅仅是特定温度和日照强度下的输出特性曲线，这些曲线不能代替其他温度和日照强度下的输出特性曲线。另外，还可以先对光伏电池建立等效电气数学模型，然后用数学表达式来表示模型，再通过数学表达式计算出不同温度和日照强度下的输出特性曲线。但是，光伏电池最常用的模型是五参数单二极管模型，其相应的数学表达式是隐式超越方程，使得获取光伏电池输出特性曲线过程复杂，难度高，从而影响光伏电池的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够高效、准确获取光伏电池输出特性曲线的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种获取光伏电池输出特性曲线的方法，包括以下步骤：

步骤1、求取不同温度(或特定温度)和不同日照强度下短路点电流I_sc；

步骤2、根据生产厂商提供的数据求取参数反向饱和电流I_o、理想因数n、串行电阻R_s和并行电阻R_sh；

步骤3、求取光伏电池输出特性曲线的导数计算公式；

步骤4、通过递推法由导数差分方程求出不同温度(或特定温度)和不同日照强度下的输出特征曲线的各个离散点；

步骤5、各个离散点组成不同温度(或特定温度)和不同日照强度下的光伏电池输出特性曲线。

所述步骤1中，短路点电流I_sc的获取方法：

其中，S是日照强度，S_r是参考日照强度(1000W/m²)，I_{ph_r}是生产厂商提供的标准测试条件(STC)下的光伏电池短路电流，μ_I是生产厂商提供的短路电流温度系数，T是光伏电池温度，T_r是光伏电池参考温度(25℃)。

所述步骤2中，反向饱和电流I_o的获取方法：