一種模擬光伏電池模型老化故障的非線性參數(shù)計(jì)算方法
【專利說明】一種模擬光伏電池模型老化故障的非線性參數(shù)計(jì)算方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光伏電池參數(shù)獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于面臨能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)的壓力，光伏太陽能以其清潔環(huán)保而受到各國重 視，已成為未來能源發(fā)展的趨勢。光伏電池的故障分為老化、裂片、熱斑等。熱斑問題的研 宄現(xiàn)已發(fā)展到故障定位的層面，而光伏電池的老化問題國內(nèi)外相關(guān)研宄較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種求取光伏電池模型老化故障參數(shù)變化規(guī)律的方法。本發(fā) 明的技術(shù)方案如下：
[0004] 一種模擬光伏電池模型老化故障的非線性參數(shù)計(jì)算方法，包括下面的步驟：
[0005] (1)采用半透明薄膜遮擋的方式降低光伏電池板接收的輻照度以模擬光伏電池板 的老化故障，模擬老化故障時遮擋掉的輻照度越多，表示老化程度越深；在相同的測試條件 下，采用不同層數(shù)的半透明薄膜遮擋光伏電池板的光接收面，測得半透明薄膜遮擋的層數(shù) 與輻照度衰減的關(guān)系；
[0006] ⑵定義老化程度（L)表示如下：
[0007] 老化程度（L)=輻照度衰減值+標(biāo)準(zhǔn)條件下的輻照度值（1000W/m2) X 100%
[0008] 老化程度（L)用來表示透光率的衰減程度，老化程度越高透光率越低，輻照度衰 減程度越高，根據(jù)測得的半透明薄膜遮擋的層數(shù)與輻照度衰減的關(guān)系，建立遮擋的薄膜層 數(shù)（C)與老化程度（L)的關(guān)系曲線；
[0009] (3)利用遮擋程度的不同模擬不同的老化程度，調(diào)整光伏電池板回路中的負(fù)載并 采集回路電壓和電流值，獲得的光伏電池板在不同輻照度下、不同老化程度下的I-V輸出 曲線；
[0010] (4)根據(jù)光伏電池板的單二極管模型及其等效電路，得出光伏電池板的外部特性 I-V關(guān)系式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種模擬光伏電池模型老化故障的非線性參數(shù)計(jì)算方法，包括下面的步驟： (1) 采用半透明薄膜遮擋的方式降低光伏電池板接收的輻照度以模擬光伏電池板的老 化故障，模擬老化故障時遮擋掉的輻照度越多，表示老化程度越深；在相同的測試條件下， 采用不同層數(shù)的半透明薄膜遮擋光伏電池板的光接收面，測得半透明薄膜遮擋的層數(shù)與輻 照度衰減的關(guān)系； (2) 定義老化程度（L)表示如下： 老化程度（L)=輻照度衰減值+標(biāo)準(zhǔn)條件下的輻照度值（1000W/m2)X100% 老化程度（L)用來表示透光率的衰減程度，老化程度越高透光率越低，輻照度衰減程 度越高，根據(jù)測得的半透明薄膜遮擋的層數(shù)與輻照度衰減的關(guān)系，建立遮擋的薄膜層數(shù)（C) 與老化程度（L)的關(guān)系曲線； (3) 利用遮擋程度的不同模擬不同的老化程度，調(diào)整光伏電池板回路中的負(fù)載并采集 回路電壓和電流值，獲得的光伏電池板在不同輻照度下、不同老化程度下的I-V輸出曲線； (4) 根據(jù)光伏電池板的單二極管模型及其等效電路，得出光伏電池板的外部特性I-V 關(guān)系式：
其中， V一一光伏電池板兩端測量電壓I--光伏電池板外部回路中電流 A--二極管品質(zhì)因子 T一一光伏電池板的背板溫度k--波爾茲曼常數(shù)（1. 380X10-23J/K) Rs--電池串聯(lián)電阻q--電子電荷（1. 608X10-19C) 1。 --二極管反向飽和電流 Iph一一光伏電池板光生電流Rsh 電池并聯(lián)電阻 引用LambertW函數(shù)簡化I-V方程，得到光伏電池板電流I的顯式表達(dá)式：
其中，Vth=KT/q，W()為LambertW函數(shù)，由光生電流Iph，反向飽和電流I。，并聯(lián)電阻Rsh，串聯(lián)電阻Rs，二極管品質(zhì)因子A五個參數(shù)就可以確定I-V曲線； (4)對于在不同輻照度、不同老化程度下光伏電池板的I-V輸出曲線，設(shè)五維粒子xk = (Iph，UA，Rs，Rsh)，經(jīng)過參數(shù)辨識，獲取此5個參數(shù)的最優(yōu)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（4)應(yīng)用自適應(yīng)混沌粒子群參數(shù)辨識 方法進(jìn)行參數(shù)辨識。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種模擬光伏電池模型老化故障的非線性參數(shù)計(jì)算方法，包括：(1)采用半透明薄膜遮擋的方式降低光伏電池板接收的輻照度以模擬光伏電池板的老化故障，測得半透明薄膜遮擋的層數(shù)與輻照度衰減的關(guān)系；(2)建立遮擋的薄膜層數(shù)(C)與老化程度(L)的關(guān)系曲線；(3)利用遮擋程度的不同模擬不同的老化程度，調(diào)整光伏電池板回路中的負(fù)載并采集回路電壓和電流值，獲得的光伏電池板在不同輻照度下、不同老化程度下的I-V輸出曲線；建立光伏電池板的外部特性I-V關(guān)系：(4)對于在不同輻照度、不同老化程度下光伏電池板的I-V輸出曲線，經(jīng)過參數(shù)辨識，獲取其參數(shù)最優(yōu)值。本發(fā)明可以獲取光伏電池模型老化故障的非線性參數(shù)變化規(guī)律。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號】CN104778345
【申請?zhí)枴緾N201510007898
【發(fā)明人】程澤, 王宇翠, 鞏力, 程思璐
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年1月7日