[發明專利]一種通過電壓值判斷太陽能電站并聯損失的方法

在審

• 申請號: 201810371781.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108649899A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 劉志剛
• 申請（專利權）人: 上海質衛環保科技有限公司
• 主分類號: H02S50/15
• 分類號: H02S50/15
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 陳宙;于曉霞

1.一種通過電壓值判斷太陽能電站并聯損失的方法，其特征是，具體包括如下步驟：

(1)根據太陽能電池的公式，推導出每一串電池的功率計算公式；

(2)根據功率計算公式，推導出每一串電池最大工作點電壓的計算公式，計算得到每一串的最大工作點電壓；

(3)將每一串的最大工作點電壓計算后，代入功率計算公式，得到每一串的最大功率；

(4)根據太陽能電池并聯特性，推導出并聯后陣列的功率計算公式；

(5)根據并聯后陣列的功率計算公式，推導出并聯后陣列最大工作點電壓的計算公式，計算并聯后陣列的最大工作點電壓；

(6)將并聯后陣列的最大工作點電壓代入相應的功率公式，得到并聯后陣列的最大功率；

(7)計算并聯后陣列的最大功率與所有電池串的最大功率和的比值與1的差值，得到并聯后陣列的并聯損失。

2.根據權利要求1所述的一種通過電壓值判斷太陽能電站并聯損失的方法，其特征是，在步驟(1)中，太陽能電池的電流與電壓的關系如下：

其中，I：太陽能電池電流；I_PH：太陽能電池光生電流，對同一類型的太陽能電池，基本一致；I_O：太陽能電池反向飽和電流，對同一類型的太陽能電池，基本一致；q：電子電荷常數，1.6×10^-19C；V：太陽能電池電壓；m：電池片數量；R_S：太陽能電池串聯電阻；n：二極管影響因子；T：絕對溫度；к：玻爾茲曼常數，1.3806505×10^-23；R_SH：太陽能電池并聯電阻；V_br：太陽能電池雪崩電壓；α：2×10^-3；nn：常量；

為了簡化計算，假設R_S無窮小，R_SH無窮大，又由于α小，公式(1)簡化為公式(2)，如下：

為方便處理，將公式(2)中的mn項統一為n，變為公式(3)，如下：

當I＝0時，太陽能電池處于開路狀態，即太陽能電池電壓V等于開路電壓V_OC，二極管影響因子的計算公式(4)為：

從公式(4)可以看出，如果太陽能電池串的開路電壓Voc確定，則二極管影響因子則為確定的值，太陽能電池串的功率為公式(5)，如下：

3.根據權利要求2所述的一種通過電壓值判斷太陽能電站并聯損失的方法，其特征是，在步驟(2)中，對公式(5)求得dP/dV，得到公式(6)，如下：

當dP/dV＝0時，電壓值為太陽能電池串的最大工作電壓Vmax，Vmax滿足公式(7)，如下：

在步驟(3)中，根據公式(7)中可以看出，只有一個變量Vmax，求出Vmax后，代入公式(5)，就可得到每一太陽能電池串的最大功率值。

4.根據權利要求3所述的一種通過電壓值判斷太陽能電站并聯損失的方法，其特征是，在步驟(4)中，如果有2個開路電壓分別為V_OC1和V_OC2的太陽能電池串，分別命名為電池串1和電池串2，且V_OC1＜V_OC2，根據公式(3)可得，其電流公式分別為公式(8)和公式(9)，如下：

其中根據公式(4)可得，n1和n2分別為公式(10)和公式(11)，如下：

將2個太陽能電池串并聯，當Voc1＜V＜Voc2時，并聯后陣列的電流值為電池串2的電流值，即公式(12)，如下：

并聯后陣列的功率為公式(13)，如下：