技术特征：
1.一种基于环境参数的光伏组件寿命计算方法，所述光伏组件为光伏阵列中的一个，所述光伏阵列由n1个光伏组串并联且接入汇流箱，汇流箱与直流母线相连，每条光伏组串由n2个结构相同的光伏组件串联而成，其中n1，n2均为正整数；所述环境参数包括环境温度、环境湿度、瞬时辐照和紫外辐射积分值；所述基于环境参数的光伏组件寿命计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，环境参数和光伏组件性能参数的预处理步骤1.1，设当前年为光伏组件运行的第(y+1)年，通过光伏电站的环境监测仪获取光伏组件运行第y年中一整年的环境参数，共得到四组采样数据：n1个环境温度采样数据，记为t
i1
，i1＝1，2，...，n1；n2个环境湿度采样数据，记为rh
i2
，i2＝1，2，...，n2；n3个瞬时辐照采样数据，记为s
i3
，i3＝1，2，...，n3；n4个紫外辐射积分值采样数据，记为uv
i4
，i4＝1，2，...，n4；计算n1个环境温度采样数据t
i1
的平均值和标准差σ1，n2个环境湿度采样数据rh
i2
的平均值和标准差σ2，n3个瞬时辐照采样数据s
i3
的平均值和标准差σ3，n4个紫外辐射积分值采样数据uv
i4
的平均值阳标准差σ4，计算公式分别如下：，计算公式分别如下：，计算公式分别如下：，计算公式分别如下：，计算公式分别如下：，计算公式分别如下：
步骤1.2，将步骤1.1得到的四组采样数据中超过各自平均值的上、下三倍标准差范围的异常值剔除，得到剔除异常值后的四组环境参数采样数据：m1个剔除异常值后的环境温度t
′
j1
，j1＝1，2，...，m1；m2个剔除异常值后的环境湿度rh
′
j2
，j2＝1，2，...，m2；m3个剔除异常值后的瞬时辐照s
′
j3
，j3＝1，2，...，m3；m4个剔除异常值后的紫外辐射积分值uv
′
j4
，j4＝1，2，...，m4；其中，四组剔除异常值后的数据中均包括1月1日的采样数据和12月31日的采样数据；从m1个剔除异常值后的环境温度t
′
j1
中提取每天的最高环境温度组成一组数据，并记为最高环境温度t
αj5
，j5＝1，2，...，365；从m1个剔除异常值后的环境温度t
′
j1
中提取每天的最低环境温度组成一组数据，并记为最低环境温度t
αj6
，j6＝1，2，...，365；从m2个剔除异常值后的环境湿度rh
′
j2
中提取每天的最高环境湿度组成一组数据，并记为最高环境湿度rh
βj7
，j7＝1，2，...，365；从m2个剔除异常值后的环境湿度rh
′
j2
中提取每天的最低环境湿度组成一组数据，并记为最低环境湿度rh
βj8
，j8＝1，2，...，365；计算环境温度年平均值t
p
、环境最高温度年平均值t
u
、环境最低温度年平均值t
l
、环境湿度年平均值rh
p
、环境最高湿度年平均值rh
u
、环境最低湿度年平均值rh
l
、紫外辐射积分年平均值uv
p
，计算式如下：，计算式如下：，计算式如下：，计算式如下：，计算式如下：
步骤1.3，在m1个剔除异常值后的环境温度t
′
j1
和m3个剔除异常值后的瞬时辐照s
′
j3
中取1月1日t
a
时刻的数据，并分别记为第一境温度t
01
和第一瞬时辐照s
01
，t
a
为1月1日内的任意时刻，但应保证该时刻第一环境温度t
01
和第一瞬时辐照s
01
均同时存在；在m1个剔除异常值后的环境温度t
′
j1
和m3个剔除异常值后的瞬时辐照s
′
j3
中取12月31日t
b
时刻的数据，并分别记为第二环境温度t
02
和第二瞬时辐照s
02
，t
b
为12月31日内的任意时刻，但应保证该时刻第二环境温度t
02
和第二瞬时辐照s
02
均同时存在；步骤1.4，通过汇流箱获取t
a
时刻光伏组串总电流i1和直流母线电压u1，通过汇流箱获取t
b
时刻光伏组串总电流i2和直流母线电压u2；记t
a
时刻光伏组件电流为i
′1，记t
a
时刻光伏组件电压为u
′1，记t
b
时刻光伏组件电流为i
′2，记t
b
时刻光伏组件电压为u
′2，步骤2，光伏组件输出功率归一化通过查询光伏组件产品规格，得到光伏组件的开路电压温度系数ω、短路电流温度系数ξ和最大功率点功率p
m
；计算光伏组件在标况状态下第y年1月1日t
a
时刻下的最大功率点电压u
m1
、最大功率点电流i
m1
和输出功率归一化值p1；计算光伏组件在标况状态下第y年12月31日t
b
时刻下的最大功率点电压u
m2
、最大功率点电流i
m2
和输出功率归一化值p2，计算式分别为：，计算式分别为：，计算式分别为：，计算式分别为：，计算式分别为：，计算式分别为：
步骤3，光伏组件寿命计算步骤3.1，记k1为湿热模式引起光伏组件发生输出功率衰减的年衰减率、k2为紫外辐射模式引起光伏组件发生输出功率衰减的年衰减率、k3为温度循环模式引起光伏组件发生输出功率衰减的年衰减率、k4为湿度循环模式引起光伏组件发生输出功率衰减的年衰减率，计算式分别为：计算式分别为：计算式分别为：计算式分别为：将湿热模式引起光伏组件发生输出功率衰减的年衰减率k1、紫外辐射模式引起光伏组件发生输出功率衰减的年衰减率k2、温度循环模式引起光伏组件发生输出功率衰减的年衰减率k3、湿度循环模式引起光伏组件发生输出功率衰减的年衰减率k4耦合后得到光伏组件实际输出功率年衰减率k0，其计算式为：k0＝(1+k1)
0.3
(1+k2)
0.49
(1+k3)
0.42
(1+k4)
0.28-1其中，k1，k2，k3，k4，k0的单位均为％/年；步骤3.2，给出对应于输出功率归一化值p1和输出功率归一化值p2的功率衰减式：的功率衰减式：式中，b0为光伏组件输出功率敏感系数，μ0为光伏组件输出功率衰减曲线的形状参数；计算光伏组件运行寿命t0(年)，其计算式为：
技术总结
本发明公开了一种基于环境参数的光伏组件寿命计算方法，属于光伏组件技术领域。首先采集一年内光伏组件运行时的环境温度、环境湿度、瞬时辐照、紫外辐射积分值，并剔除异常值；再根据光伏组串电流、直流母线电压计算光伏组件电压、光伏组件电流，利用环境参数计算不同时间下的光伏组件输出功率归一化值；再计算出光伏组件实际输出功率年衰减率；然后利用不同时间下的输出功率归一化值计算参数，最后根据计算的参数得到光伏组件寿命。本方法可准确计算光伏组件的运行寿命，具有数据量要求少、经济快捷、可适用于各种运行环境等优点，且其计算结果可用于光伏组件老化程度的评估，提高光伏系统的经济型和可靠性。伏系统的经济型和可靠性。伏系统的经济型和可靠性。
技术研发人员：马铭遥 马建业 马文婷 李飞 张兴
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：2022.04.07
技术公布日：2022/6/30