[发明专利]求解光伏电池单二极管模型参数的方法

摘要

本发明提供一种求解光伏电池单二极管模型参数的方法，包括以下步骤：步骤1，构建光伏电池单二极管四参数模型，取作为目标函数，令理想因子n＝1.5，使目标函数中的未知参数减少到四个，即R_s、R_sh、I_ph以及I_sd；步骤2，采用蜂群算法计算目标函数的最优解，包括：对每只蜜蜂进行初始化，计算每个蜜蜂的目标函数的值，将至少两个目标函数值较小的蜜蜂作为采蜜蜂，其他的蜜蜂作为跟随蜂，采蜜蜂中至少一个目标函数值最小的蜜蜂作为精英蜜蜂，根据随机步进函数来更新跟随蜂的位置，根据精英蜜蜂来更新采蜜蜂的位置，迭代预定次数，求出目标函数的最优解，从而得到R_s、R_sh、I_ph以及I_sd这四个模型参数的值。

主权项

一种求解光伏电池单二极管模型参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，构建光伏电池单二极管四参数模型，光伏电池单二极管模型的电流输出方程为：$I_t=I_{\mathrm{ph}}-I_{\mathrm{sd}}[\exp \frac{q(V_t+R_s{I}_t)}{\mathrm{nkT}}-1]-\frac{V_t+R_s{I}_t}{R_{\mathrm{sh}}}---\left(1\right),$式中，I_t是光伏电池的输出电流，V_t是所述光伏电池的输出电压，R_s是所述光伏电池的串联电阻，R_sh是所述光伏电池的并联电阻，I_ph是光生电流，I_sd是反向饱和电流，q是电子电荷量，k是玻尔兹曼常数，T是所述光伏电池的温度，n是二极管的理想因子，将所述公式(1)的左右两边移到同一边得到齐次形式：$f(V_t,I_t,X)=I_t-I_{\mathrm{ph}}+I_{\mathrm{sd}}[\exp \frac{q(V_t+R_s{I}_t)}{\mathrm{nkT}}-1]-\frac{V_t+R_s{I}_t}{R_{\mathrm{sh}}}---\left(2\right),$$\mathrm{RMSE}=\sqrt{\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(f_i(V_t,I_t,X)\right)}^2}---\left(3\right),$测量出至少四组所述光伏电池的输出电压测量值V_t和输出电流测量值I_t0，将每组所述输出电压值测量V_t和输出电流测量值I_t0分别带入所述公式(2)中计算出每组数据的f值，取RMSE作为目标函数，公式(3)中N为实验数据的组数，令所述理想因子n＝1.5，使所述目标函数中的未知参数减少到四个，即R_s、R_sh、I_ph以及I_sd，得到光伏电池单二极管的四参数模型；步骤2，采用蜂群算法计算所述目标函数的最优解，包括：步骤2‑1，对每只蜜蜂进行初始化，首先设置至少三个蜜蜂，每个所述蜜蜂代表一个4维向量，所求参数R_s、R_sh、I_ph和I_sd分别对应所述4维向量的元素，然后对每只所述蜜蜂进行随机的初始化，步骤2‑2，由所述公式(3)计算每个所述蜜蜂的所述目标函数的值，再根据所述目标函数的值进行排序，将至少两个所述目标函数值较小的所述蜜蜂作为采蜜蜂，其他的所述蜜蜂作为跟随蜂，所述采蜜蜂中至少一个所述目标函数值最小的所述蜜蜂作为精英蜜蜂，步骤2‑3，根据随机步进函数来更新所述跟随蜂的位置，步骤2‑4，根据精英蜜蜂来更新所述采蜜蜂的位置，步骤2‑5，重复所述步骤2‑2～步骤2‑4，迭代预定次数，求出所述目标函数的最优解，从而得到R_s、R_sh、I_ph以及I_sd这四个模型参数的值。