[發(fā)明專利]基于兩種不同溫度下電池電性參量預(yù)測光伏發(fā)電的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410531020.1
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104242819A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖文波;胡方雨
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10
• 代理公司: 南昌洪達專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏發(fā)電預(yù)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于兩種不同溫度下電池電性參量預(yù)測光伏電池在任意光強和溫度下的短路電流、開路電壓、最大功率點處電流和電壓以及I-V曲線的方法。該方法可用于能源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

預(yù)測光伏發(fā)電特性在光伏系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計和光伏電站的建設(shè)中具有非常重要意義，因此預(yù)測方法得到了廣泛研究。但光伏電池的發(fā)電特性隨外界光強和溫度的影響十分復(fù)雜，導致目前仍然無法準確的預(yù)測出光伏電池輸出性能。為了解決這個問題，人們提出了各種預(yù)測任意溫度和光強光伏電池輸出性能方法[（廖志玲?等，太陽能學報，2009.30（4）：0430），（彭樂樂?等，太陽能學報，2012.33（2）：0283），（Hui-Feng?Tsai?et?al，Solar?Energy，2012.86：10.1016）（Shu-xian?Lun,?Solar?Energy,2013.92：114]。所有方法追求的目標是準確地預(yù)測出任意光強和溫度下的光伏電池輸出特性。

所以，在此，我們提出一種基于兩種不同溫度下電池電性參量預(yù)測光伏發(fā)電的方法，該方法首先根據(jù)光生電流約為短路電流以及并聯(lián)電阻無窮大假設(shè)條件，采用泰勒公式化簡光伏電池單指數(shù)二極管方程為冪律方程；然后，根據(jù)二極管反向飽和電流與光強無關(guān)假設(shè)條件，建立短路電流、開路電壓以及最大功率點處電流和電壓與光強和溫度的關(guān)系；其次，利用2種不同溫度下的短路電流等8個電氣參量值，求解出短路電流溫度系數(shù)等；最后，將冪律方程與短路電流等與光強和溫度的關(guān)系相結(jié)合，預(yù)測任意溫度和光強下光伏發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容:

本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)測任意溫度和光強光伏電池發(fā)電特性的方法，它是僅依靠2種不同溫度下的短路電流、開路電壓、最大功率點處的電流和電壓值，實現(xiàn)較精確地預(yù)測任意溫度和光強下光伏發(fā)電。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，其特征在于：方法步驟為：

???（1）根據(jù)光生電流約為短路電流以及并聯(lián)電阻無窮大假設(shè)條件，采用泰勒公式化簡光伏電池單指數(shù)二極管方程為冪律方程；

（2）根據(jù)二極管反向飽和電流與光強無關(guān)假設(shè)條件，建立短路電流、開路電壓以及最大功率點處電流和電壓與光強和溫度的關(guān)系；

（3）利用2種不同溫度下的短路電流、開路電壓、最大功率點處電流電壓8個電氣參量實驗值，求解出短路電流溫度系數(shù)、開路電壓溫度系數(shù)、最大功率點處電流電壓的溫度系數(shù)；

（4）結(jié)合冪律方程與短路電流、開路電壓、最大功率點處電流電壓與光強和溫度的關(guān)系，預(yù)測任意溫度和光強下光伏發(fā)電。

所述步驟（1）中，是根據(jù)光生電流約為短路電流以及并聯(lián)電阻無窮大假設(shè)條件，化簡光伏電池單指數(shù)二極管方程化為冪律方程。

所述步驟（2）中，是根據(jù)二極管反向飽和電流與光強無關(guān)假設(shè)條件，建立短路電流、開路電壓以及最大功率點處電流和電壓與光強和溫度的關(guān)系。

所述步驟（3）中，利用2種不同溫度下的短路電流、開路電壓、最大功率點處電流電壓8個電氣參量實驗值，求解出短路電流溫度系數(shù)、開路電壓溫度系數(shù)、最大功率點處電流與電壓的溫度系數(shù)。

光伏電池單指數(shù)二極管方程為：

?????????????????????????????????????????????????????????????????（1）。??????????????????????????????

根據(jù)光生電流約為短路電流以及并聯(lián)電阻無窮大假設(shè)條件，采用泰勒公式將上述指數(shù)項泰勒展開后利用最大功率點處值，化簡光伏電池單指數(shù)二極管方程為冪律方程，即：

?????????????????????????????（2）。