[发明专利]一种太阳能电池串联电阻阻值的在线计算方法及装置

说明书

本发明公开一种太阳能电池串联电阻阻值的在线计算方法及装置，方法包括：基于太阳能电池的单二极管模型，建立太阳能电池的输出特性方程；基于Lambert W函数对输出特性方程进行转化，得到太阳能电池输出电压的显式表达式，并在不同光照强度和温度环境下，求解显式表达式得到数据对；基于光照强度和温度与最大功率点电流和开路电压的关系，建立太阳能电池串联电阻在线计算公式；响应于获取的某一晶硅太阳能电池组件的基本参数，基于太阳能电池串联电阻在线计算公式对某一晶硅太阳能电池组件的串联电阻阻值进行在线计算。解决了现有技术中在计算太阳能串联电阻阻值时需要获取完整的I‑V曲线和气象数据，造成计算难度提升的问题。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池串联电阻阻值的在线计算方法及装置。

背景技术

在节能减排、双碳目标、绿色建筑等政策的激励扶持下，太阳能作为一种可再生能源得到了广泛利用。光伏发电是太阳能利用的主要方式之一，太阳能电池是光伏发电系统的核心部件。串联电阻是太阳能电池的重要参数之一，包括电池的体电阻、表面电阻、电极电阻、电极与硅表面接触电阻等，其值会直接影响电池的输出特性和光伏系统的发电效率。

传统的基于太阳能电池等效电路模型，列写方程式求解光伏电池等效串联电阻的方法，较为繁琐，计算过程复杂，难以实际应用。通过测量太阳能电池输出的I-V曲线，计算串联电阻的方法，需要测量太阳能电池的短路电流，使得光伏电站的运行可靠性和经济性下降。

在此背景下，研究太阳能电池串联电阻的在线计算方法，对于保证光伏发电系统的稳定经济运行具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种太阳能电池串联电阻阻值的在线计算方法及装置，用于至少解决上述技术问题之一。

第一方面，本发明提供一种太阳能电池串联电阻阻值的在线计算方法，包括以下步骤：步骤一：基于太阳能电池的单二极管模型，建立太阳能电池的输出特性方程；步骤二：基于Lambert W函数对所述输出特性方程进行转化，得到太阳能电池输出电压的显式表达式，并在不同光照强度和温度环境下，求解所述显式表达式得到数据对；步骤三：基于光照强度和温度与最大功率点电流和开路电压的关系，建立太阳能电池串联电阻在线计算公式，其中，基于对所述数据对进行拟合，确定在线计算公式中的未知系数，所述太阳能电池串联电阻在线计算公式具体为：，，，式中，为开路电压，为串联电阻，为最大功率点电流，为最大功率点电压，、、、、分别为待确定的未知系数，为太阳能电池的工作温度，为光照强度，、、、分别为常数；步骤四：响应于获取的某一晶硅太阳能电池组件的基本参数，基于所述太阳能电池串联电阻在线计算公式对某一晶硅太阳能电池组件的串联电阻阻值进行在线计算，其中，所述基本参数包括最大功率点电压、最大功率点电流以及开路电压。

第二方面，本发明提供一种太阳能电池串联电阻阻值在线计算装置，包括：第一建立模块，配置为基于太阳能电池的单二极管模型，建立太阳能电池的输出特性方程；转化模块，配置为基于Lambert W函数对所述输出特性方程进行转化，得到太阳能电池输出电压的显式表达式，并在不同光照强度和温度环境下，求解所述显式表达式得到数据对；第二建立模块，配置为基于光照强度和温度与最大功率点电流和开路电压的关系，建立太阳能电池串联电阻在线计算公式，其中，基于对所述数据对进行拟合，确定在线计算公式中的未知系数，所述太阳能电池串联电阻在线计算公式具体为：，，，式中，为开路电压，为串联电阻，为最大功率点电流，为最大功率点电压，、、、、分别为待确定的未知系数，为太阳能电池的工作温度，为光照强度，、、、分别为常数；计算模块，配置为响应于获取的某一晶硅太阳能电池组件的基本参数，基于所述太阳能电池串联电阻在线计算公式对某一晶硅太阳能电池组件的串联电阻阻值进行在线计算，其中，所述基本参数包括最大功率点电压、最大功率点电流以及开路电压。