一種光伏電池輸出特性建模方法技術

本發明專利技術公開了光伏發電技術領域的一種光伏電池輸出特性建模方法。其技術方案是，通過建立綜合反映光伏電池輸出特性的單指數參數初始模型；利用Lambert?W函數將單指數參數初始模型顯式化，得到光伏電池顯式化模型；利用廠家提供的數據及參數求取算法，求取出標準工況下初始模型中待求取的參數值；利用標準工況下的參數值及參數轉化算法求取給定工況下的參數值；將所求取的參數值代入到光伏電池顯式模型中，得到給定工況下綜合反映光伏電池輸出特性的光伏電池模型。本發明專利技術的有益效果是，所建立的光伏電池模型，模型精確；參數求取過程僅利用廠家數據，參數求取算法簡單，適用范圍廣；模型顯式化使模型更簡潔，便于使用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于光伏發電
，尤其涉及。
技術介紹
隨著能源的日益匱乏，開發和利用可再生能源迫在眉睫。太陽能作為一種清潔、具有大規模開發前景的可再生能源之一，利用其進行并網發電受到人們的廣泛關注。光伏并網發電是指光伏電池陣列將太陽能轉化為直流電能，通過逆變器將直流電能轉化為與電網同頻同相的交流電能饋入電網的過程。由于光伏電池建模精度的高低及其實現程度的難易影響著后續的一系列技術的研發，比如最大功率跟蹤控制，逆變器控制等，光伏電池的輸出特性建模工作顯得格外重要。光伏電池輸出特性反映為不同光照和溫度下的多組非線性1-V特性曲線。光伏電池理想模型是基于固體物理理論推導出來的，其等效電路為一個電流源并聯一個反向二極管，共包含3個參數光生電流(Ipv)，二極管反向飽和漏電流(Itl)和理想因子(a)。理想模型不能準確體現光伏電池真實的ι-ν特性曲線，無法滿足一般工程的實際要求。在理想模型基礎上增加一個等效串聯電阻(Rs)和一個等效并聯電阻(Rp)構成了一種5參數模型(見附圖說明圖1所示的光伏電池等效電路)，由于精度高，5參數模型得到了廣泛的研究。如何利用廠家提供的數據對5參數模型進行精確且簡單的求解成為了光伏電池輸出特性建模研究的難題。傳統的求解方法例如固定理想因子法，其減少了待求解的參數，僅利用廠家提供的數據，利用迭代法等數值計算方法對其余4個參數進行求解，其優點是僅使用廠家提供的數據，但固定了 I個參數，其精確度勢必會降低。其它的求解方法則都需要大量實驗數據，其精度高，但這類方法對于光伏電池輸出特性建模來說太過復雜且不實際。
技術實現思路
針對
技術介紹
中提到的現有光伏電池模型不精確、參數求取過程所需數據過多等問題，本專利技術提出了。，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟步驟1:建立光伏電池輸出特性的單指數參數初始模型；所述參數是指光生電流Ipv、二極管反向飽和漏電流Ιο、理想因子a、等效串聯電阻Rs和等效并聯電阻Rp;步驟2 :利用Lambert W函數將步驟I中的光伏電池模型顯式化，得到光伏電池顯式模型；步驟3 :利用廠家提供的數據及參數求取算法，提取出標準工況下初始模型中待求取的參數值；步驟4 :利用步驟3中求取的標準工況下的參數值及參數轉化算法求取給定工況下的參數數值；步驟5 :將給定工況下的參數數值代入到步驟2光伏電池顯式模型中，得到給定工況下光伏電池輸出特性的光伏電池模型。所述5參數是指光生電流Ipv、二極管反向飽和漏電流I。、理想因子a、等效串聯電阻艮和等效并聯電阻Rp。步驟I中，建立光伏電池輸出特性的單指數參數初始模型的過程為根據光伏電池單指數參數模型等效電路，可得光伏電池輸出特性的單指數參數初始模型為權利要求1.，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟 步驟1:建立光伏電池輸出特性的單指數參數初始模型；所述參數是指光生電流Ipv、二極管反向飽和漏電流Itl、理想因子a、等效串聯電阻Rs和等效并聯電阻Rp ； 步驟2 :利用Lambert W函數將步驟I中的光伏電池模型顯式化，得到光伏電池顯式模型； 步驟3 :利用廠家提供的數據及參數求取算法，提取出標準工況下初始模型中待求取的參數值； 步驟4 :利用步驟3中求取的標準工況下的參數值及參數轉化算法求取給定工況下的參數數值； 步驟5 :將給定工況下的參數數值代入到步驟2光伏電池顯式模型中，得到給定工況下光伏電池輸出特性的光伏電池模型。2.根據權利要求1所述的，其特征在于，所述步驟I中，光伏電池輸出特性的單指數參數初始模型為3.根據權利要求2所述的，其特征在于，所述步驟2中，光伏電池顯式模型為4.根據權利要求1所述的，其特征在于，所述步驟3中，提取出標準工況下初始模型中參數值具體是采用公式5.根據權利要求4所述的,其特征在于，811值取范圍為1. O≤an≤3. 5 ;Rs,n的取值范圍為0〈Rs,n〈2。6.根據權利要求4所述的，其特征在于，所述步驟4中，利用步驟3中求取的標準工況下的參數值及參數轉化算法求取給定工況下的參數數值具體為 采用公式全文摘要本專利技術公開了光伏發電
的。其技術方案是，通過建立綜合反映光伏電池輸出特性的單指數參數初始模型；利用Lambert W函數將單指數參數初始模型顯式化，得到光伏電池顯式化模型；利用廠家提供的數據及參數求取算法，求取出標準工況下初始模型中待求取的參數值；利用標準工況下的參數值及參數轉化算法求取給定工況下的參數值；將所求取的參數值代入到光伏電池顯式模型中，得到給定工況下綜合反映光伏電池輸出特性的光伏電池模型。本專利技術的有益效果是，所建立的光伏電池模型，模型精確；參數求取過程僅利用廠家數據，參數求取算法簡單，適用范圍廣；模型顯式化使模型更簡潔，便于使用。文檔編號G06F19/00GK102999700SQ201210492358公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日專利技術者徐永海, 孔祥雨, 陶順, 曾雅文, 肖湘寧 申請人:華北電力大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光伏電池輸出特性建模方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：步驟1：建立光伏電池輸出特性的單指數參數初始模型；所述參數是指光生電流Ipv、二極管反向飽和漏電流I0、理想因子a、等效串聯電阻Rs和等效并聯電阻Rp；步驟2：利用Lambert?W函數將步驟1中的光伏電池模型顯式化，得到光伏電池顯式模型；步驟3：利用廠家提供的數據及參數求取算法，提取出標準工況下初始模型中待求取的參數值；步驟4：利用步驟3中求取的標準工況下的參數值及參數轉化算法求取給定工況下的參數數值；步驟5：將給定工況下的參數數值代入到步驟2光伏電池顯式模型中，得到給定工況下光伏電池輸出特性的光伏電池模型。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐永海，孔祥雨，陶順，曾雅文，肖湘寧，
申請(專利權)人：華北電力大學，
類型：發明
國別省市：