一种折线拟合求太阳能电池最大功率点方法与流程

技术特征：

1.一种折线拟合求太阳能电池最大功率点方法，其特征在于：首先建立数学分析模型：然后依据上述公式拟合计算得到不同温度下的多条最大功率点参考线系数，最后在不同温度下分别测量目标太阳能电池输出的电流I_OUT、电压V_OUT,代入公式(1)进行计算并上下调整直至得到不同温度条件下目标太阳能电池的最大功率点追踪。

2.根据权利要求1所述的折线拟合求太阳能电池最大功率点方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：

A、分析模型的建立：

太阳能电池在不同温度下的最大功率点参考线并非直线，分割点P_T两侧的最大功率点参考线分别用L_H和L_L表示，分别用一条直线来拟合表示L_H和L_L，建立如下数学表达式模型：

$\left\{\begin{array}{c}{l}_H:V=a\·I+b=a_t\·I+(b_0+n_b\·T),V_{mpp}\≥V_{PT}\\ L_L:V=c\·I+d=c_t\·I+(d_0+n_d\·T),V_{mpp}\<V_{PT}\end{array}\right.---\left(1\right);$

其中，V、I分别为太阳能电池的输出电压和电流，V_mpp为最大功率点电压，a、b、c、d为直线拟合系数，a_t、c_t、b₀、d₀、V_PT为特定温度下的常数，T为温度；

B、数学拟合方法进行系数求解：

B-1、将太阳能电池在标准温度下的开路电压、短路电流、温度系数输入到太阳能电池模拟软件中，建立一块模拟的太阳能电池；

B-2、计算太阳能电池在不同辐照度和温度下的输出特性；

B-3、利用太阳能电池模拟软件计算得到不同温度和不同辐照度条件下太阳能电池输出特性及其太阳能电池的最大功率点；

B-4、将最大功率点的数据点绘制到一张太阳能电池的I-V特性图中，拟合得到不同温度下的最大功率点参考线图谱；

B-5、针对每条最大功率点参考线的数据，使用太阳能电池模拟软件拟合得到式(1)的待求解系数，得到不同温度下的多条最大功率点参考线系数；

C、最大功率点追踪算法：

C-1、测量目标太阳能电池所处环境的温度数值，从对应的最大功率点参考线曲线中得到相应的系数；

C-2、测量目标太阳能电池输出的电流I_OUT、电压V_OUT,将I_OUT代入到公式(1)得到理论的V_cal；

C-3、计算V_OUT与V_cal的差值e_v，依据e_v的正负特性，调节I_OUT的大小；

C-4、调整至e_v为0时，太阳能电池达到最大功率点，完成该温度条件下的最大功率点追踪；

C-5、重复上述过程，完成不同温度条件下目标太阳能电池的最大功率点追踪。

3.根据权利要求2所述的折线拟合求太阳能电池最大功率点方法，其特征在于：步骤B-1中，所述标准温度采用25℃。

4.根据权利要求2所述的折线拟合求太阳能电池最大功率点方法，其特征在于：步骤B-1中，所述开路电压、短路电流、温度系数采用电池生产厂商提供的参数。

5.根据权利要求2所述的折线拟合求太阳能电池最大功率点方法，其特征在于：步骤B-1中，所述太阳能电池模拟软件采用PSIM 9.3软件。

6.根据权利要求2所述的折线拟合求太阳能电池最大功率点方法，其特征在于：步骤B-2中，采用如下公式计算太阳能电池在不同辐照度和温度下的输出特性：

$I_{pv}=I_L-I_s\left(\exp \right(\frac{q(V_{pv}+I_{pv}\·R_s)}{nkT})-1)-\frac{V_{pv}+I_{pv}\·R_s}{R_{SH}},$

式中，n为理想因子，k为波尔兹曼常数1.38×10^-23J/K，q为电子电荷量1.6×10^-19C，T为绝对温度值，R_S为等效串联电阻series resistance，R_SH为等效并联电阻，I_L为光生电流，I_S为反向饱和电流，V_PV和I_PV分别是太阳能电池输出电压和电流。

7.根据权利要求2所述的折线拟合求太阳能电池最大功率点方法，其特征在于：步骤C-4中，采用PID调节方法使e_v趋近于0，完成该温度条件下的最大功率点追踪。