[發(fā)明專利]基于光伏組件I-V曲線的熱斑電池片溫度估算方法、裝置及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010882395.8
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112016260B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁坤;劉永杰;張經(jīng)煒;陳翔;黎彰;李喆雨
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: G06F30/36
• 分類號: G06F30/36;G06F119/06;G06F119/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 錢玲玲

1.一種基于光伏組件I-V曲線的熱斑電池片溫度估算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A、獲取光伏組件實(shí)測I-V曲線，并對實(shí)測I-V曲線進(jìn)行預(yù)處理；

步驟B、通過預(yù)處理后的實(shí)測I-V曲線的二階導(dǎo)數(shù)獲得光伏組件等效陰影塊的個(gè)數(shù)，并根據(jù)等效陰影塊個(gè)數(shù)確定待辨識的故障參數(shù)；

步驟C、獲得光伏組件I-V曲線仿真模型和光伏組件I-V曲線仿真模型的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；

步驟D、利用粒子群優(yōu)化算法對優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，獲得最優(yōu)故障參數(shù)，并根據(jù)最優(yōu)故障參數(shù)優(yōu)化光伏組件I-V曲線仿真模型；

步驟E、在步驟D的尋優(yōu)過程中保留在光伏組件I-V曲線仿真模型中出現(xiàn)的反偏電流、電壓的單塊電池片I-V曲線，即熱斑電池片I-V曲線；

步驟F、根據(jù)優(yōu)化后的光伏組件I-V曲線仿真模型和熱斑電池片I-V曲線進(jìn)行溫度迭代計(jì)算，獲得熱斑電池片溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光伏組件I-V曲線的熱斑電池片溫度估算方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括插值處理和濾波處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光伏組件I-V曲線的熱斑電池片溫度估算方法，其特征在于，所述故障參數(shù)為其中，n_b表示等效陰影塊的個(gè)數(shù)；r_j表示第j個(gè)等效陰影塊的透光率；x表示各等效陰影塊橫向電池片遮擋數(shù)量；y表示各等效陰影塊縱向電池片數(shù)量；j＝1，2，…，n_b。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于光伏組件I-V曲線的熱斑電池片溫度估算方法，其特征在于，光伏組件I-V曲線仿真模型的具體公式如下：

其中，I為光伏組件中單塊電池片的電流，I_ph為光生電流，I₀為二極管飽和電流，q為電子常數(shù)，V為光伏組件中單塊電池片的電壓，R_s為等效并聯(lián)電阻，V_t為二極管熱電壓，R_p為等效串聯(lián)電阻，λ為歐姆電流分?jǐn)?shù)，λ與雪崩擊穿相關(guān)，V_Br為反向擊穿電壓，m為雪崩擊穿指數(shù)；

I_ph的計(jì)算公式如下：

其中，G為單塊電池片的輻照度，G_ref為單塊電池片STC下輻照度，I_ph，ref為單塊電池片STC下的光生電流，α為光伏組件STC下短路電流溫度系數(shù)，T為光伏組件背板溫度，T_ref為光伏組件STC下背板溫度；

I₀的計(jì)算公式如下：

其中，I_0，ref為單塊電池片STC下的二極管飽和電流，E_g為禁帶寬度，且E_g＝1.12，K為玻爾茲曼常數(shù)；

V_t的計(jì)算公式如下：

其中，V_t，ref為單塊電池片STC下的二極管熱電壓；

R_p的計(jì)算公式如下：

其中，R_p，ref為單塊電池片STC下的等效串聯(lián)電阻。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于光伏組件I-V曲線的熱斑電池片溫度估算方法，其特征在于，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的具體公式如下：

其中，表示故障參數(shù)最小化的目標(biāo)函數(shù)，N為光伏組件I-V曲線點(diǎn)的個(gè)數(shù)，I_i，meas表示光伏組件實(shí)測I-V曲線中第i個(gè)點(diǎn)的電流，I_i，model表示基于光伏組件I-V曲線仿真模型的仿真I-V曲線中第i個(gè)點(diǎn)的電流，i＝1，2，...，N。