[發明專利]一種光伏電池等效建模方法

在審

• 申請號: 202010434850.8
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111611710A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 仇晨;潘繼元
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 俞磊

本發明提供了一種光伏電池等效建模方法，其包括以下步驟：獲取標準狀態下光伏電池的開路電壓U_oc、短路電流I_sc、最大功率點電壓U_m、最大功率點電流I_m；計算所述光伏電池的輸出伏安特性模型。本發明的模型可用于光伏系統的設計，在設計建模過程中使用本發明的模型，不僅可以準確地模擬光伏單元的輸入輸出特性，還可避免復雜的迭代運算，使得該模型可用于光伏系統的快速原型設計。

技術領域

本發明涉及光伏領域，尤其涉及一種光伏電池等效建模方法。

背景技術

隨著環保意識的不斷增強，光伏發電系統得到了越來越廣泛的應用。光伏發電系統通常規模較小，用于安裝環境和應用場景的多變，光伏系統通常需要靈活的設計，難以采用通用的模塊化設計。

在設計光伏系統中，一個重要的步驟是獲得光伏發電單元的準確數學模型。然而，在不同的地區，溫度和光照強度不同，廠商提供的模型通常難以覆蓋全部的工作情況。對此，需要在仿真設計過程中采用參數模型。

現有技術中，光伏發電單元最原始的參數模型以串聯電阻模型為主，但是這種模型僅考慮光伏發電的損耗，并沒有考慮電荷的運動，該模型效率低。而二極管模型等效電路中的參數整定較為繁雜，需要經過多次迭代，最終得到結果，該模型整定復雜，參數之間的影響不直觀。在工程設計時難以通過手工快速計算。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種光伏電池等效建模方法，該建模方法采用的模型解決了現有技術中模型精度低、計算復雜的問題。

本發明通過以下的技術方案實現：

一種光伏電池等效建模方法，其包括以下步驟：

(S1)獲取標準狀態下光伏電池的開路電壓U_oc、短路電流I_sc、最大功率點電壓U_m、最大功率點電流I_m；

(S2)計算所述光伏電池的輸出伏安特性模型，其表達式為：

其中：I為所述光伏電池的輸出電流、U為所述光伏電池的輸出電壓、I_sc-new為短路電流的環境修正值、U_oc-new為開路電壓的修正值、C₁和C₂為模型系數；

短路電流的環境修正值I_sc-new的計算表達式為：

其中：S為環境的光照強度、α為電流溫度補償系數、T為環境溫度、K為光照系數、T_B為溫度基準值、S_B為光照強度基準值；

開路電壓的修正值U_oc-new的計算表達式為：

其中：b為光強補償系數，c為電壓溫度補償系數；

模型系數C₁的計算表達式為：

其中：I_m-new為最大功率點電流修正值，U_m-new為最大功率點電壓修正值；

最大功率點電流修正值I_m-n的計算表達式為：

最大功率點電壓修正值U_m-new的計算表達式為：

模型系數C₂的計算表達式為：