一种模拟光伏电池模型老化故障的非线性参数计算方法
【专利说明】一种模拟光伏电池模型老化故障的非线性参数计算方法 所属技术领域
[0001] 本发明属于光伏电池技术领域，涉及一种光伏电池参数获取方法。
【背景技术】
[0002] 由于面临能源危机和环境保护的压力，光伏太阳能以其清洁环保而受到各国重 视，已成为未来能源发展的趋势。光伏电池的故障分为老化、裂片、热斑等。热斑问题的研 宄现已发展到故障定位的层面，而光伏电池的老化问题国内外相关研宄较少。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种求取光伏电池模型老化故障参数变化规律的方法。本发 明的技术方案如下：
[0004] 一种模拟光伏电池模型老化故障的非线性参数计算方法，包括下面的步骤：
[0005] (1)采用半透明薄膜遮挡的方式降低光伏电池板接收的辐照度以模拟光伏电池板 的老化故障，模拟老化故障时遮挡掉的辐照度越多，表示老化程度越深；在相同的测试条件 下，采用不同层数的半透明薄膜遮挡光伏电池板的光接收面，测得半透明薄膜遮挡的层数 与辐照度衰减的关系；
[0006] ⑵定义老化程度（L)表示如下：
[0007] 老化程度（L)=辐照度衰减值+标准条件下的辐照度值（1000W/m2) X 100%
[0008] 老化程度（L)用来表示透光率的衰减程度，老化程度越高透光率越低，辐照度衰 减程度越高，根据测得的半透明薄膜遮挡的层数与辐照度衰减的关系，建立遮挡的薄膜层 数（C)与老化程度（L)的关系曲线；
[0009] (3)利用遮挡程度的不同模拟不同的老化程度，调整光伏电池板回路中的负载并 采集回路电压和电流值，获得的光伏电池板在不同辐照度下、不同老化程度下的I-V输出 曲线；
[0010] (4)根据光伏电池板的单二极管模型及其等效电路，得出光伏电池板的外部特性 I-V关系式：
【主权项】
1. 一种模拟光伏电池模型老化故障的非线性参数计算方法，包括下面的步骤： (1) 采用半透明薄膜遮挡的方式降低光伏电池板接收的辐照度以模拟光伏电池板的老 化故障，模拟老化故障时遮挡掉的辐照度越多，表示老化程度越深；在相同的测试条件下， 采用不同层数的半透明薄膜遮挡光伏电池板的光接收面，测得半透明薄膜遮挡的层数与辐 照度衰减的关系； (2) 定义老化程度（L)表示如下： 老化程度（L)=辐照度衰减值+标准条件下的辐照度值（1000W/m2)X100% 老化程度（L)用来表示透光率的衰减程度，老化程度越高透光率越低，辐照度衰减程 度越高，根据测得的半透明薄膜遮挡的层数与辐照度衰减的关系，建立遮挡的薄膜层数（C) 与老化程度（L)的关系曲线； (3) 利用遮挡程度的不同模拟不同的老化程度，调整光伏电池板回路中的负载并采集 回路电压和电流值，获得的光伏电池板在不同辐照度下、不同老化程度下的I-V输出曲线； (4) 根据光伏电池板的单二极管模型及其等效电路，得出光伏电池板的外部特性I-V 关系式：
其中， V一一光伏电池板两端测量电压I--光伏电池板外部回路中电流 A--二极管品质因子 T一一光伏电池板的背板温度k--波尔兹曼常数（1. 380X10-23J/K) Rs--电池串联电阻q--电子电荷（1. 608X10-19C) 1。 --二极管反向饱和电流 Iph一一光伏电池板光生电流Rsh 电池并联电阻 引用LambertW函数简化I-V方程，得到光伏电池板电流I的显式表达式：
其中，Vth=KT/q，W()为LambertW函数，由光生电流Iph，反向饱和电流I。，并联电阻Rsh，串联电阻Rs，二极管品质因子A五个参数就可以确定I-V曲线； (4)对于在不同辐照度、不同老化程度下光伏电池板的I-V输出曲线，设五维粒子xk = (Iph，UA，Rs，Rsh)，经过参数辨识，获取此5个参数的最优值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4)应用自适应混沌粒子群参数辨识 方法进行参数辨识。
【专利摘要】本发明涉及一种模拟光伏电池模型老化故障的非线性参数计算方法，包括：(1)采用半透明薄膜遮挡的方式降低光伏电池板接收的辐照度以模拟光伏电池板的老化故障，测得半透明薄膜遮挡的层数与辐照度衰减的关系；(2)建立遮挡的薄膜层数(C)与老化程度(L)的关系曲线；(3)利用遮挡程度的不同模拟不同的老化程度，调整光伏电池板回路中的负载并采集回路电压和电流值，获得的光伏电池板在不同辐照度下、不同老化程度下的I-V输出曲线；建立光伏电池板的外部特性I-V关系：(4)对于在不同辐照度、不同老化程度下光伏电池板的I-V输出曲线，经过参数辨识，获取其参数最优值。本发明可以获取光伏电池模型老化故障的非线性参数变化规律。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104778345
【申请号】CN201510007898
【发明人】程泽, 王宇翠, 巩力, 程思璐
【申请人】天津大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年1月7日