[發明專利]基于自適應LM的光伏組件參數估計方法

有效

• 申請號: 202011043343.8
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112182883B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 徐瀟源;嚴正;王夢圓;顧崇寅;楊博;王晗;朱彥名;周楠
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;G06F119/08
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于自適應LM的光伏組件參數估計方法，其特征在于，根據光伏組件單二極管等效模型推導出光伏組件多參數解析式；使用靈敏度分析方法進行參數篩選，并結合實驗提取到的I-V輸出特性曲線，建立參數優化模型；采用自適應LM算法求解光伏組件的多個參數；

所述的光伏組件多參數解析式，通過以下方式得到：

①根據光伏組件在光照下的工作原理以及物理電子學原理，建立光伏組件單二極管等效電路模型，得到組件基本電流方程為：其中：I_ph為光生電流；I_O為二極管反向飽和電流；R_s為等效串聯電阻；R_p為等效并聯電阻；I和V分別為組件的輸出電流和輸出電壓；

②建立光伏組件內部參數隨輻照度、溫度的變化關系式，具體包括：i)光生電流I_ph隨著輻照度G近似呈線性變化，變化關系式：其中：G_ref和T_ref分別為標準測試條件(STC，，T＝298K，G＝1000W/m²)下的輻照度和光伏背板溫度；I_phr為標準工況下的光生電流；為電流溫度系數；ii)標準工況下的光生電流I_phr與輻照度G、光伏背板溫度T的變化關系式：iii)反向飽和電流I_o隨光伏背板溫度T的變化關系：其中：I_or為STC下的反向飽和電流；E_GO為光伏電池帶隙能量；k為玻爾茲曼常數；iv)二極管修正品質因子A是與光伏背板溫度T的關系式：v)串聯電阻R_s與二極管修正品質因子A、反向飽和電流I_o以及組件開路電壓V_OC之間的關系式：其中：R_sr為STC下的串聯電阻值，開路電壓短路電流I_sc＝I_scr(G-G_ref)+α_Isc(T-T_ref)；vi)并聯電阻R_p隨輻照度變化關系式：

③包含全部待估計參數的光伏組件模型，即將步驟②中所有公式代換，建立包含全部待估計參數θ的光伏組件模型：其中：全部帶估計參數為STC下的輻照度G_ref、光伏背板溫度T_ref、開路電壓V_ocr、短路電流I_or、串聯電阻R_sr、并聯電阻R_pr、修正理想因子A_r、短路電流I_scr、開路電壓處的溫度系數β、最大功率處的電流溫度系數電子帶隙能量E_G0、玻爾茲曼常數k、短路電流處的電流溫度系數

2.根據權利要求1所述的基于自適應LM的光伏組件參數估計方法，其特征是，所述的參數篩選是指：根據參數與輸出之間的靈敏度因子進行篩選，剔除對輸出不敏感的參數。

3.根據權利要求2所述的基于自適應LM的光伏組件參數估計方法，其特征是，所述的靈敏度因子其中：θ_j是第j個參數，j＝1，2，...，N_n，N_n是參數的個數；Y_i是第i個輸出值，i＝1時，輸出值為短路電流，i＝2時，輸出值為開路電壓，i＝3時，輸出值為最大功率；S_s，ij是穩定狀態下的靈敏度系數；當參數j發生波動，導致電流的第i個采樣值發生變化時，靈敏度系數近似為：其中：ΔY_i為第i個輸出值的變化量；Δθ_j為參數j的波動量。