[發明專利]一種多晶硅光伏組件載波頻段交流阻抗參數的計算方法

有效

• 申請號: 201711064461.5
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107862125B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 孫鳳杰;暴佳佳;范杰清
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了一種多晶硅光伏組件載波頻段交流阻抗參數的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：運用非線性最小二乘算法，將測量得到的多晶硅光伏組件的阻抗頻率特性的實部和虛部曲線分別擬合為某一橢圓方程；將光伏組件交流阻抗等效電路模型中的四參數簡化為三參數得到簡化等效電路模型；根據擬合得到的橢圓方程及簡化等效電路，確定光伏組件交流阻抗等效電路模型中的四參數。本發明通過曲線擬合及簡化等效電路，推導計算得到光伏組件的四個等效電路參數，且能夠表征參數隨頻率的變化規律，計算過程簡單、計算結果更準確。

技術領域

本發明涉及太陽能光伏發電領域，特別是涉及一種多晶硅光伏組件載波頻段交流阻抗參數的計算方法。

背景技術

近年來，日益嚴重的能源危機和環境污染，使得光伏發電越來越受到各國的重視。光伏組件是光伏發電系統中的重要組成部分，對其交流阻抗等效電路參數的研究具有重要的意義。

現有最常見的光伏電池直流等效電路模型是單二極管或雙二極管電路模型，求解光伏電池的五參數，而對光伏電池或光伏組件的電感和電容參數通常予以忽略。但在研究光伏電站中的光伏組件與其它設備間的相互影響，以及在光伏組件間進行載波通信時，需研究其交流阻抗特性。

現有采用時域、頻域和交流阻抗譜的方法對光伏電池動態等效電路模型中的電容進行研究，但這些方法僅應用于忽略串聯電感的光伏電池模型中，因此不能反映該電感的影響及其具體大小。現有技術中已經公開了多種計算方法，包括：一種采用最小二乘回歸法確定光伏組件的動態等效電路參數的方法，但該方法計算過程較為復雜；一種根據光伏電池的波特圖，推導計算光伏電池在無光照下的等效電路參數計算方法，但該方法僅計算出某一頻點的參數值，不能反映各參數隨頻率的變化規律。

綜上可見，針對光伏組件載波頻段交流阻抗參數(等效串聯電阻、等效并聯電阻、等效并聯電容、等效串聯電感)的計算方法，目前尚沒有一種計算過程簡單且能夠得到表征多晶硅光伏組件交流阻抗等效電路參數隨頻率變化規律的方法。

發明內容

針對現有技術對光伏組件交流阻抗等效電路模型中的參數研究不全面、所得參數結果不能反映隨頻率的變化規律等的不足，本發明的目的在于，以多晶硅光伏組件的交流阻抗等效電路模型和測量的光伏組件無光照阻抗頻率特性為基礎，提出了一種運用非線性最小二乘算法，對阻抗頻率特性曲線進行擬合，結合簡化等效電路，推導計算多晶硅光伏組件交流阻抗等效電路的參數，為研究光伏組件載波頻段的交流阻抗特性提供了一種更簡單的方法。

一種多晶硅光伏組件載波頻段交流阻抗參數的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：測量得到多晶硅光伏組件的阻抗頻率特性的實部和虛部；

步驟2：運用非線性最小二乘算法，將測量得到的多晶硅光伏組件的阻抗頻率特性的實部和虛部曲線分別擬合為某一橢圓方程；

步驟3：將光伏組件交流阻抗等效電路模型中的四參數R_s、R_p、C_p、L_s簡化為三參數Re(Z)、C_pe、L_s得到簡化等效電路模型，其中，R_s、R_p、C_p、L_s分別為光伏組件的等效串聯電阻、等效并聯電阻、等效并聯電容、等效串聯電感；Re(Z)、C_pe分別為光伏組件的實部、簡化等效電路模型的等效串聯電容；

步驟4：根據擬合得到的所述橢圓方程及所述簡化等效電路模型，確定光伏組件交流阻抗等效電路模型中的四參數。

光伏組件為光伏電池片串聯形式的多晶硅光伏組件。光伏組件的等效阻抗為：

Z＝Re(Z)+jIm(Z) (1)

式中，Z表示光伏組件的等效阻抗，Re(Z)、Im(Z)分別表示光伏組件等效阻抗Z的實部和虛部，其中：