一种光伏组串失配损失的模拟计算方法、装置、存储介质及计算设备

本发明涉及一种光伏组串失配损失的模拟计算方法、装置、存储介质及计算设备，属于光伏发电。

背景技术：

1、光伏发电在当今能源领域扮演着至关重要的角色，它是清洁、可再生能源的中流砥柱，有助于减少温室气体排放、减缓气候变化，以及减少对有限化石燃料的依赖。为了最大程度地利用太阳能，需要准确估算光伏阵列的发电量。然而在大型地面电站布置中，由于部分组串到汇流箱或组串逆变器的长度不同，会引起组串的输出线缆上压降的变化，从而带来组串的电压失配，会带来一定的发电量损失。一般情况下，由于线缆长度不同而导致组串电压失配损失往往会被忽略掉，使得计算的发电量不准确，所以，精确的计算线缆长度差异而导致的失配损失对于光伏电站发电量的计算是有重大意义的。

技术实现思路

1、本发明针对电缆阻抗而导致的线损问题，考虑了不同线缆长度下组串的电压失配，提出了一种光伏组串失配损失的模拟计算方法、装置、存储介质及计算设备，以达到更为准确地计算光伏阵列发电量的目的。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明第一方面提供一种光伏组串失配损失的模拟计算方法，包括：

4、基于光伏组件五参数和光伏组件输出特性方程获取光伏组件的i-v曲线；

5、确定两组光伏组串的电缆长度，并计算不同长度的电缆产生的压降；

6、基于光伏组件的i-v曲线、光伏组串中光伏组件个数和电缆压降，分别计算得到两组光伏组串的i-v和p-v曲线；

7、考虑不同长度电缆的线损失配，对两组光伏组串形成的光伏阵列的电压进行修正，在修正后的电压范围内，对光伏组串的i-v和p-v曲线进行修正，获取考虑不同长度电缆的线损失配的光伏组串功率；

8、将考虑不同长度电缆的线损失配的光伏组串功率与不考虑线损失配的光伏组串功率进行比对，得到不同长度电缆导致的失配损失。

9、进一步的，所述基于光伏组件五参数和光伏组件输出特性方程获取光伏组件的i-v曲线，包括：

10、根据光伏组件的铭牌参数，得到光伏组件输出特性方程中的五参数并进行修正；

11、从0开始，按照一定的间隔，遍历光伏组件的工作电流，将每次遍历的工作电流和修正后的五参数带入光伏组件输出特性方程中，得到光伏组件电压，获取光伏组件的i-v曲线；

12、根据旁路二极管是否导通对光伏组件电压进行修正，得到修正后的光伏组件的i-v曲线；

13、将光伏组件电压和工作电流相乘得到光伏组件功率，获取光伏组件p-v输出曲线。

14、进一步的，所述根据光伏组件的铭牌参数，得到光伏组件输出特性方程中的五参数并进行修正，包括：

15、从光伏组件铭牌上获取光伏组件的电性能参数：开路电压、短路电流、最大功率点电流和最大功率点电压；

16、基于所述电性能参数采用启发式迭代法的方式来求解光伏组件的五参数；

17、将所述五参数作为初值代入太阳能电池i-v特性显式方程中，获得光伏组件的电性能参数，并与铭牌参数比较，通过调整五参数对电性能参数进行修正，得到光伏组件标准五参数；

18、基于辐照度和温度，对所述光伏组件标准五参数进行修正，得到工作状况下的实际五参数。

19、进一步的，所述计算不同长度的电缆产生的压降，包括：

20、

21、其中，δu为电缆电压降，i为光伏组串电流，r为电缆导线电阻，ρ为电缆导线电阻率，s为电缆导体截面积，l为电缆导体长度。

22、进一步的，所述分别计算得到两组光伏组串的i-v和p-v曲线，包括：

23、从0开始，按照一定的间隔，遍历光伏组件的工作电流，基于每次遍历的工作电流，从所述修正后的光伏组件的i-v曲线中获取相应的电压，将光伏组串中所有光伏组件的电压叠加，将叠加后的电压减去光伏组串的电缆压降，得到该工作电流下的光伏组串电压，以此得到两组光伏组串的i-v曲线；

24、将工作电流与工作电流下的光伏组串电压相乘，得到光伏组串的p-v曲线。

25、进一步的，所述考虑不同长度电缆的线损失配，对两组光伏组串形成的光伏阵列的电压进行修正，包括：

26、基于光伏组件的开路电压和光伏组串中光伏组件个数，确定两组光伏组串形成的光伏阵列的修正电压为：

27、v'＝n*voc，

28、其中，v'为光伏组串的修正电压，n为光伏组串中光伏组件个数，voc为光伏组件的开路电压；

29、所述在修正后的电压范围内，对光伏组串的i-v和p-v曲线进行修正，获取考虑不同长度电缆的线损失配的光伏组串功率，包括：

30、在修正后的电压范围[0,v']内，对光伏组串电压从0开始遍历，基于每次遍历的光伏组串电压，分别从两组光伏组串的i-v曲线中获取对应的电流i1'和i'2，将i1'和i'2求和取平均作为修正后的光伏组串电流，以此获取修正后的光伏组串i-v曲线；

31、将每次遍历的光伏组串电压和对应的修正后的光伏组串电流相乘得到修正后的光伏组串功率，以此获取修正后的光伏组串p-v曲线；

32、从修正后的光伏组串p-v曲线中获取最大功率值p1，作为考虑不同长度电缆的线损失配的光伏组串功率。

33、进一步的，所述将考虑不同长度电缆的线损失配的光伏阵列功率与不考虑线损失配的光伏阵列功率进行比对，得到不同长度电缆导致的失配损失，包括：

34、分别从未经修正两组光伏组串的p-v曲线中找到最大功率值，取两组光伏组串最大功率值的平均值，记为p2；

35、基于p1和p2计算不同长度电缆导致的失配损失，如下：

36、

37、其中，d为失配损失。

38、本发明第二方面提供一种光伏组串失配损失的模拟计算装置，用于实现前述的光伏组串失配损失的模拟计算方法，所述装置包括：

39、预处理模块，用于基于光伏组件五参数和光伏组件输出特性方程获取光伏组件的i-v曲线；

40、第一计算模块，用于确定两组光伏组串的电缆长度，并计算不同长度的电缆产生的压降；

41、第二计算模块，用于基于光伏组件的i-v曲线、光伏组串中光伏组件个数和电缆压降，分别计算得到两组光伏组串的i-v和p-v曲线；

42、修正模块，用于考虑不同长度电缆的线损失配，对两组光伏组串形成的光伏阵列的电压进行修正，在修正后的电压范围内，对光伏组串的i-v和p-v曲线进行修正，获取考虑不同长度电缆的线损失配的光伏组串功率；

43、第三计算模块，用于将考虑不同长度电缆的线损失配的光伏组串功率与不考虑线损失配的光伏组串功率进行比对，得到不同长度电缆导致的失配损失。

44、本发明第三方面提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据前述的方法中的任一方法。

45、本发明第四方面提供一种计算设备，包括，

46、一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据前述的方法中的任一方法的指令。

47、本发明的有益效果为：

48、本发明解决了现有忽略了线缆失配计算光伏阵列发电量的不足，为由于组串线缆长度不同而导致的电压失配损失提供了计算方法，从而能够更准确的计算光伏阵列的发电量。