[发明专利]一种基于数字孪生的双面光伏发电组件实时监控方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生的双面光伏发电组件实时监控方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、收集环境数据和光伏板的电流与电压

包括：通过两个辐照度测试器分别测量光伏板正面和背面的辐照度；

通过温度采集装置测量光伏板的温度；

通过光伏系统分析仪收集光伏板的电流和电压读数；

S2、将采集到的数据存入数据集

所述数据集包括至少N个存储空间，N为不小于5的正自然数，且各存储空间以一设定顺序排列；

将S1采集到的数据按所述设定顺序实时存入所述数据集的各存储空间中，使数据集中的N组数据保持更新状态；其中，相邻两组数据之间的存储时间间隔至少为0.5秒；

S3、根据数据集中存储的实时采集的最新数据以及光伏板的自身技术参数构建并联单二级管模型

其中，所述光伏板的自身技术参数包括V_oc、I_sc、K_i、K_v；I_sc是标准测试条件下的短路电流；V_oc是标准测试条件下的开路电压；K_i是I_sc的温度系数；K_v是V_oc的温度系数；

S4、运用优化算法优化并联单二级管模型中的参数

优化后的参数使并联单二级管模型的电子特性曲线拟合数据集中最新的电压与电流；

每次系统更新数据集时，所述优化算法运行N次迭代；

S5、将优化后的模型电子特性曲线与S1中获得的数据展现在一网络界面；该网络界面随模型实时更新。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的双面光伏发电组件实时监控方法，其特征在于：在S1中，所述环境数据和所述光伏板的电流与电压均为实时收集；

收集的数据还包括环境的图像、湿度数据，以及光伏板的高度、角度、转动加速度数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的双面光伏发电组件实时监控方法，其特征在于：在S2中，所述数据集为滑动窗口式数据集。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的双面光伏发电组件实时监控方法，其特征在于：在S2中，所述设定顺序为按序号递增顺序。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的双面光伏发电组件实时监控方法，其特征在于：在S3中，所述并联单二级管模型包括并联的第一电路和第二电路；其中所述第一电路用于模拟双光伏发电组件的前方光伏，所述第二电路用于模拟双光伏发电组件的后方光伏；

所述第一电路包括并联的前方光生电流电路I_ph,f、第一二极管D1、第一并联电阻R_sh,f，还包括与这三者串联的第一串联电阻R_s,f；

所述第二电路包括并联的后方光生电流电路I_ph,r、第二二极管D2、第二并联电阻R_sh,r，还包括与这三者串联的第二串联电阻R_s,r；

系统的总电流等于第一电路的输出电流和第二电路的输出电流之和，其公式表达为:

I_total＝I_front+I_rear

其中，I_total为系统的总电流，I_front为第一电路的输出电流，I_rear为第二电路的输出电流；

I_front或I_rear的计算公式如下：

其中，I为I_front或I_rear，V是电路电压，I_ph是光生电流；I_d是二极管反向饱和电流；R_s是串联电阻；R_sh是并联电阻；n是二极管理想性系数；

V_t是热电压，通过以下公式得出：

其中,k是玻尔兹曼常数，1.38×10^-23J/K；q是电子电荷，1.602×10^-19C。