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基于Lambert W函数的光伏失配建模方法 

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申请/专利权人:南京师范大学;国网浙江省电力有限公司建设分公司

摘要:本发明公开了一种基于LambertW函数的光伏失配建模方法,利用该函数对光伏组件的迭代方程进行显式求解,构建了局部阴影遮挡下光伏阵列的函数模型。首先确定光伏系统并联的光伏组串数量与光伏组串中串联的组件数量,采集各组件所受的光照强度和温度,利用该函数估算模块求出各光伏阵列的电压、电流,并计算功率,对整个光伏系统的I‑V曲线进行模拟。通过误差计算模块计算最大功率区间的左端点,将左端点值通过前置功率监测模块,使最大功率点追踪模块直接从左端点值开始运行。引入该函数对光伏系统在失配条件下进行建模,能够有效缩短MPPT追踪到最大功率点的时间以及克服MPPT可能搜索到局部最大功率点的缺陷。

主权项:1.基于LambertW函数的光伏失配建模方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤S1:确定每个光伏阵列中并联的组串数量,记为nm;确定每个光伏组串中串联的组件数量,记为nS,步骤S2:接着采集每个光伏组件所受的光照强度和环境温度,步骤S3:然后设置组件计数因子i,计算每个光伏组件的光生电流Iph,i,步骤4:计算等效电压Veq,步骤5:将各Veq相加后可得到光伏给串电压Vstring,步骤s6:然后设置组串计数因子j,计算光伏阵列的电压Varray,步骤7:将Varray依次与Vstring,j的最大值maxVstring,j进行比较;步骤S8:计算光伏阵列的输出电流Iarray,步骤S9:将I-V特性曲线画出后,计算功率Parray,步骤S10:计算实际I-V输出特性曲线的最大功率与利用LambertW函数得到的最大功率误差,步骤S11:根据统计学中的三西格玛准则,计算最大功率区间的左端点值δ,然后将δ输入至前置功率监测模块,步骤S12:最大功率追踪模块在读取到δ后,将直接从δ开始进行多峰值光伏最大功率跟踪,从而使光伏阵列一直输出最大功率,完成最大功率追踪过程;其中,步骤S3:设置组件计数因子i,具体如下,利用式3计算每个光伏组件的光生电流Iph,i, 其中,Gref表示光照强度标准值1000Wm2,Tref表示温度标准值25℃,K表示温度系数-0.091,Iph,ref表示光生电流标准值,步骤S4:利用式4计算Veq,具体如下: 其中,A表示光伏的二极管品质因数,e为自然常数2.718,VT表示热参数,Rsh表示光伏的实际等效并联电阻参数,Rs表示光伏的实际等效串联电阻参数,Is表示光伏的实际反向饱和电流,Vd为二极管的反向导通压降,即0.8伏特,记为0.8V,w代表利用LambertW方法的电压因子,如式5所示: 步骤S5:利用式6将各Veq相加后可得到光伏组串电压Vstring, 步骤S6:然后设置组串计数因子j,利用式7计算光伏阵列的电压Varray:Varray=Vpv+mVeq-nVd7其中,Vpv为光伏组件在I-V曲线恒压区的电压,看作常数,Istring,j是光伏阵列中第j列光伏组串的电流,m代表等效为Veq的光伏组件的个数,n代表等效为Vd的光伏组件的个数,如式89, 其中,εx是具有以下特征的函数: 步骤S7:将Varray依次与Vstring,j的最大值maxVstring,j进行比较;若Varray≤maxVstring,j,Vstring,j继续输出,否则代表阻塞二极管处于截止状态,此组串的输出电流为0, 步骤S8:利用式12计算光伏阵列的输出电流Iarray: 其中,Voc,i表示第i个光伏组件的开路电压。

全文数据:

权利要求:

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