圖，如圖4所 示，圖3的步驟S630中，根據(jù)所述理論輸出功率和所述實(shí)時(shí)能耗，在線預(yù)測(cè)所述光伏逆變器 的所述實(shí)時(shí)效率的方法，可包括步驟：
[0105] S631 :創(chuàng)建所述光伏電池組件的工程數(shù)學(xué)模型；
[0106] S632:將所述光伏電池組件的參數(shù)、所述實(shí)時(shí)光照輻射度及所述實(shí)時(shí)環(huán)境溫度輸 入所述工程數(shù)學(xué)模型，在線計(jì)算所述光伏電池組件的實(shí)時(shí)理論輸出功率。
[0107] 在上述步驟S631中，該工程數(shù)學(xué)模型可為：
[0108] Pn= UnIn, (1)
[0109] 在公式（1)中，Uni和I "分別為所述光伏電池組件中單個(gè)光伏電池獲得實(shí)時(shí)最大理 論輸出功率PJ寸的實(shí)時(shí)理論電壓和實(shí)時(shí)理論電流。
[0110] 上述實(shí)時(shí)理論電壓為：
[0112] 其中，U_f為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的實(shí)時(shí)理論電壓，c和b為設(shè)定參數(shù)，例如c = 0. 00288/°C，b = 0. 5m2/W，T為實(shí)時(shí)環(huán)境溫度，Iref為上述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的溫度，e為自然 對(duì)數(shù)底數(shù)，近似取值2. 71828, S為所述實(shí)時(shí)光照輻射度，Sraf為所述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的光照 輻射度。
[0113] 上述實(shí)時(shí)理論電流為：
[0115] 其中，I_f為所述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的所述實(shí)時(shí)理論電流，a為設(shè)定參數(shù)，例如a = 0. 0025/°C。
[0116] 具體而言，不同氣象因素條件下光伏電池組件的輸出功率，使用光伏電池組件的 工程用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。
[0117] 申請(qǐng)人考慮到，該工程模型若使用生產(chǎn)廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件（光照強(qiáng)度Sraf =1000W/m2,電池溫度Iref= 25°C )下的光伏電池四個(gè)電氣參數(shù)：短路電流I s_f、開(kāi)路電壓 Ucrcraf、光伏電池獲得最大功率時(shí)的電流I_f和電壓U_f對(duì)光伏電池組件進(jìn)行測(cè)試。在標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)試條件下的U-I方程如下：
[0122] 由此申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，該工程模型只要利用廠家提供的4個(gè)電氣參數(shù)，計(jì)算得出上述 參數(shù)C1和參數(shù)C 2，就可得到光伏電池的U-I特性。
[0123] 在非標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的U-I特性方程可為：
[0125] 在公式（7)中，Is。為非標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的光伏電池短路電流，U。。為非標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條 件下的光伏電池開(kāi)路電壓。
[0126] -個(gè)實(shí)施例中，公式（7)在計(jì)算過(guò)程中，令參數(shù)C1和參數(shù)C 2保持常數(shù)。該條件下 的短路電流Is。、開(kāi)路電壓IL、電流Ini、電壓Uni通過(guò)引入補(bǔ)償系數(shù)的方式計(jì)算得出：
[0132] 其中，是空氣溫度，k是溫度系數(shù)，k典型值為0. 03°C · m2/W，e為自然對(duì)數(shù)底 數(shù)，近似取值 2. 71828。a = 0· 0025/Γ，b = 0· 5m2/W，c = 0· 00288/Γ。
[0133] -個(gè)實(shí)施例中，光伏電池組件中含有多個(gè)串聯(lián)光伏電池和并聯(lián)光伏電池，所以， 光伏電池組件參數(shù)可包括串聯(lián)光伏電池的數(shù)量X及并聯(lián)光伏電池的數(shù)量y，X，y為整數(shù)， x，y多1，則上述光伏電池組件的實(shí)時(shí)最大理論輸出功率為：
[0134] Pn sun= (Un*x) (In*y) 〇 (11)
[0135] 本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)令電壓乘以光伏電池組件中串聯(lián)光伏電池的數(shù)量，得到光 伏電池組件的總電壓，通過(guò)令電流乘以光伏電池組件中并聯(lián)光伏電池的數(shù)量，得到光伏電 池組件的總電流，忽略MPPT (最大功率跟蹤點(diǎn)損耗），進(jìn)而通過(guò)總電壓和總電流相乘得到光 伏電池組件的實(shí)時(shí)最大理論輸出功率。
[0136] 一個(gè)實(shí)施例中，光伏逆變器中包括電子元件絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT)、二極 管、直流側(cè)電容及LCL濾波器。
[0137] 圖5是本發(fā)明一實(shí)施例中計(jì)算光伏逆變器的實(shí)時(shí)能耗的方法的流程示意圖。如圖 5所示，圖3的步驟S620中，根據(jù)所述光伏逆變器的參數(shù)在線評(píng)估所述光伏逆變器的實(shí)時(shí)能 耗的方法，可包括步驟：
[0138] S621 :創(chuàng)建所述光伏逆變器中絕緣柵極雙極型晶體管的能耗模型；
[0139] S622 :創(chuàng)建所述光伏逆變器中二極管的能耗模型；
[0140] S623 :創(chuàng)建所述光伏逆變器中直流側(cè)電容的能耗模型；
[0141] S624 :創(chuàng)建所述光伏逆變器中LCL濾波器的能耗模型；
[0142] S625:根據(jù)所述絕緣柵極雙極型晶體管的能耗模型、所述二極管的能耗模型、所述 直流側(cè)電容的能耗模型及所述LCL濾波器的能耗模型，計(jì)算得到所述光伏逆變器的機(jī)理能 耗模型；
[0143] S626 :將所述光伏逆變器的參數(shù)輸入至所述機(jī)理能耗模型，在線評(píng)估所述光伏逆 變器的實(shí)時(shí)能耗。
[0144] 本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)創(chuàng)建光伏逆變器中多個(gè)元件的能耗模型，分別計(jì)算出各元 件的能量損耗，再將各部分能耗求和，最終得到光伏逆變器的總的實(shí)時(shí)能耗。一方面，本發(fā) 明實(shí)施例全面計(jì)算了光伏逆變器的能耗，使得能耗預(yù)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確；另一方面，上述光伏逆 變器實(shí)時(shí)能耗的評(píng)估預(yù)測(cè)方法，無(wú)需通過(guò)測(cè)量能量的輸入和輸出，可顯著降低評(píng)估能耗的 裝置的成本。
[0145] 由于光伏逆變器中絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT)是不理想的，在實(shí)際應(yīng)用中將 會(huì)造成能量損失。IGBT的能耗可以包括開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗兩部分，所以可相應(yīng)的創(chuàng)建 IGBT開(kāi)關(guān)能耗模型和IGBT導(dǎo)通能耗模型，然后求和得到IGBT造成的能量損失。
[0146] 圖6是本發(fā)明一實(shí)施例中計(jì)算光伏逆變器中絕緣柵雙極型晶體管能耗模型的方 法的流程示意圖。如圖6所示，圖5的步驟S621中，創(chuàng)建所述光伏逆變器中絕緣柵極雙極 型晶體管的能耗模型的方法，可包括步驟：
[0147] S6211 :創(chuàng)建所述光伏逆變器中絕緣柵極雙極型晶體管的開(kāi)關(guān)能耗模型；
[0148] S6212 :創(chuàng)建所述光伏逆變器中絕緣柵極雙極型晶體管的導(dǎo)通能耗模型；
[0149] S6213:根據(jù)所述絕緣柵極雙極型晶體管的開(kāi)關(guān)能耗模型和所述絕緣柵極雙極型 晶體管的導(dǎo)通能耗模型，計(jì)算得到所述絕緣柵極雙極型晶體管的能耗模型。
[0150] 本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)分別建立絕緣柵極雙極型晶體管的主要能耗，開(kāi)關(guān)能耗和 導(dǎo)通能耗，再對(duì)絕緣柵極雙極型晶體管的開(kāi)關(guān)能耗和導(dǎo)通能耗計(jì)算得到IGBT的最終能耗， IGBT能耗求取過(guò)程簡(jiǎn)單，預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
[0151] 圖7是本發(fā)明一實(shí)施例中絕緣柵極雙極型晶體管的功率損耗示意圖，其中，SX表示 IGBT開(kāi)關(guān)狀態(tài)，表示IGBT導(dǎo)通時(shí)間，t。"表示IGBT斷開(kāi)時(shí)間，T s表示IGBT導(dǎo)通和斷開(kāi) 一次的時(shí)間周期，t+n)表示IGBT上施加電壓V d后其上延遲通過(guò)電流I派時(shí)間，t d_表示 IGBT上的電壓￥,斷開(kāi)后其上電流I。延遲斷開(kāi)的時(shí)間，V dI。表示IGBT導(dǎo)通和斷開(kāi)時(shí)的最大 功率點(diǎn)，Ps+}表示IGBT導(dǎo)通時(shí)的功率損耗，P sw_表示IGBT斷開(kāi)時(shí)的功率損耗。
[0152] 如圖7所示，當(dāng)光伏逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作開(kāi)始執(zhí)行到最終完 成存在一定時(shí)延。在此時(shí)延內(nèi)IGBT上電壓電流均不為零，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的損耗。對(duì)于開(kāi)關(guān)頻率 為匕的IGBT，單個(gè)上述絕緣柵極雙極型晶體管的開(kāi)關(guān)能耗模型可為：
[0154] 其中，fs是所述光伏逆變器的開(kāi)關(guān)頻率，Θ是所述光伏逆變器的功率因數(shù)角， Ecin^JP E rff，I(；BT分別是單個(gè)絕緣柵極雙極型晶體管在其額定電流I εΝ及其額定電壓V CEN下 開(kāi)通、斷開(kāi)一次損失的能量，V4kbt是絕緣柵極雙極型晶體管的實(shí)時(shí)電壓，I ακ；ΒΤ是絕緣柵極 雙極型晶體管的實(shí)時(shí)電流。
[0155] 當(dāng)IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，壓降不為零，單個(gè)上述絕緣柵極雙極型晶體管的導(dǎo)通能 耗模型可為：
[0157] 其中，M是所述光伏逆變器的PffM調(diào)制比，Θ是所述光伏逆變器的功率因數(shù)角，Vfq 是絕緣柵極雙極型晶體管的正向?qū)妷?，巧是絕緣柵極雙極型晶體管的正向?qū)娮瑁?Icm是所述光伏逆變器的輸出電流峰值。
[0158] 本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)合理分析并計(jì)算得到IGBT在導(dǎo)通和斷開(kāi)時(shí)的功率損耗，可 有效預(yù)測(cè)出其功率損耗。
[0159] 由于光伏逆變器中二極管是不理想的，在實(shí)際應(yīng)用中將會(huì)造成能量損失。二極管 的能耗可以包括開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗兩部分，所以可相應(yīng)的創(chuàng)建二極管開(kāi)關(guān)能耗模型和二 極管導(dǎo)通能耗模型，然后計(jì)算（例如求和）得到二極管造成的能量損失。
[0160] 圖8是本發(fā)明一實(shí)施例中創(chuàng)建二極管能耗模型的方法的流程示意圖。如圖8所示， 圖5的步驟S622中，創(chuàng)建所述光伏逆變器中二極管的能耗模型的方法，可包括步驟：
[0161] S6221 :創(chuàng)建所述光伏逆變器中二極管的開(kāi)關(guān)能耗模型；
[0162] S6222 :創(chuàng)建所述光伏逆變器中二極管的導(dǎo)通能耗模型；
[0163] S6223:根據(jù)所述二極管的開(kāi)關(guān)能耗模型和所述二極管的導(dǎo)通能耗模型，計(jì)算得到 所述二極管的能耗模型。
[0164] 本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)算二極管的開(kāi)關(guān)功率損耗和導(dǎo)通功率損耗，合理預(yù)測(cè)了 光伏逆變器中二極管元件的能量損耗。
[0165] -個(gè)實(shí)施例中，只考慮反向二極管的反向恢復(fù)損耗，則單個(gè)二極管的開(kāi)關(guān)能耗模 型可為：
[0167] 其中，fs是所述光伏逆變器的開(kāi)關(guān)頻率，Θ是所述光伏逆變器的功率因數(shù)角， EclfflDitKte是單個(gè)二極管在其額定電壓V N及其額定電流I N下斷開(kāi)一次損失的能量，V IDiCKte是 二極管的實(shí)時(shí)電壓，IaDl。&是二極管的實(shí)時(shí)電流。
[0168] 單個(gè)二極管的導(dǎo)通能耗模型可為：
[0170] 其中，M是所述光伏逆變器的PffM調(diào)制比，Θ是所述光伏逆變器的功率因數(shù)角，Icm 是所述光伏逆變器的輸出電流峰值，Vm是二極管的正向?qū)妷?，rD是二極管的正向?qū)?電阻。
[0171] 本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)考慮反向二極管的反向恢復(fù)損耗，實(shí)現(xiàn)了對(duì)二極管的導(dǎo)通 損耗和開(kāi)關(guān)損耗進(jìn)行預(yù)測(cè)，最終得到二極管的總損耗。
[0172] 圖9A和圖9B是本發(fā)明實(shí)施例中電容等效模型的示意圖。如圖9A和圖9B所示， 考慮到電容的損耗機(jī)理，將實(shí)際電容簡(jiǎn)化成電阻和電容串聯(lián)的等效模型。在圖9A和圖9B 中，Z代表阻抗，δ為介電損耗角，Θ為等效串聯(lián)電阻Rs和