[发明专利]一种单二极管结构光伏电池参数的辨识方法

说明书

本发明公开了一种单二极管结构光伏电池参数的辨识方法，通过先在给定温度和光照强度的条件下，测量单二极管结构光伏电池的实际输出电压和实际输出电流，然后构建单二极管结构光伏电池的理想模型，确定需要辨识的参数，并建立目标函数，最后利用基于正余弦机制的回溯搜索算法来辨识确定的需要辨识的参数，得到单二极管结构光伏电池需要辨识的参数数据，完成单二极管结构光伏电池参数的辨识；优点是采用回溯搜索算法进行参数辨识，在辨识过程中，采用正余弦机制替换回溯搜索算法中的变异操作，避免忽视部分最优搜索空间，对单二极管结构光伏电池参数进行更可靠、更精确地辨识。

技术领域

本发明涉及一种光伏电池参数的辨识方法，尤其是涉及一种单二极管结构光伏电池参数的辨识方法。

背景技术

随着现代工业和经济的发展，太阳能因为其无限性、无地域限制和无污染等优势，被认为是解决一系列问题的有效方案。光伏电池可以将太阳能直接转换为电能，是光伏发电系统中的主要组成部件。光伏电池参数易受环境等因素的影响，对光伏电池参数的准确辨识能为光伏电池故障的研究和诊断提供基础，对提高光伏发电系统的效率具有实际意义。

常用的光伏电池主要有单二极管结构光伏电池和双二极管结构光伏电池。其中，单二极管结构光伏电池相对于双二极管结构光伏电池，结构简单且易于计算，能够较准确地描述光伏电池的非线性输出特性，因而在实际工程中得到广泛的应用。

目前，光伏电池参数的辨识方法主要有解析法、数值计算法和优化算法估计法。解析法便于快速求解，但是通过近似处理会降低解的精度，参数辨识精度较低。数值计算法主要通过随机选择初值，并观察其收敛性，解的精度不仅依赖于初值的选择而且随着辨识参数的增加而降低，参数辨识精度也较低。优化算法估计法是一种近年来新的光伏电池参数的辨识方法，具有操作简单、限制条件少、鲁棒性强和适用于各种复杂问题的求解等优点，已逐步取代解析法和数值计算法广泛应用于光伏电池参数的辨识。然而，优化算法估计法中使用的大多数优化算法也具有收敛速度慢，易陷入局部最优等不足。回溯搜索算法作为优化算法估计法之一，是当前单二极管结构光伏电池参数的一种主要辨识方法，其主要通过初始化、选择-I、变异、交叉和选择-II等操作获取最优解。然而，回溯搜索算法在执行变异操作时，存在忽视部分最优搜索空间的可能性，仍会导致最终二极管结构光伏电池参数的辨识精度欠佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单二极管结构光伏电池参数的辨识方法，该方法采用回溯搜索算法进行参数辨识，在辨识过程中，采用正余弦机制替换回溯搜索算法中的变异操作，由此避免忽视部分最优搜索空间，对单二极管结构光伏电池参数进行更可靠、更精确地辨识。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种单二极管结构光伏电池参数的辨识方法，包括以下步骤：

步骤S1、在给定温度和光照强度的条件下，测量单二极管结构光伏电池的实际输出电压和实际输出电流；

步骤S2、构建单二极管结构光伏电池的理想模型，确定需要辨识的参数，并建立目标函数；

步骤S3、利用基于正余弦机制的回溯搜索算法来辨识所述的步骤S2中确定的需要辨识的参数，得到单二极管结构光伏电池需要辨识的参数数据，完成单二极管结构光伏电池参数的辨识。

所述的步骤S2中构建单二极管结构光伏电池的理想模型，确定需要辨识的参数，并建立目标函数的具体过程为：

S2.1、构建单二极管结构光伏电池的理想模型，所述的单二极管结构光伏电池的理想模型由一个串联电阻、一个分流电阻、一个二极管和一个光驱电流源组成，所述的光驱电流源的正极、所述的二极管的阳极、所述的串联电阻的一端和所述的分流电阻的一端连接，所述的光驱电流源的负极、所述的二极管的阴极和所述的分流电阻的另一端连接且其连接端为所述的单二极管结构光伏电池的负极，所述的串联电阻的另一端为所述的单二极管结构光伏电池的正极；