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一种光伏组件模型参数辨识方法 

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申请/专利权人:中国电器科学研究院股份有限公司

摘要:本发明公开了一种光伏组件模型参数辨识方法,包含以下步骤:1)测量并记录光伏组件标准试验环境下的I‑V曲线;2)根据单二极管模型的等效电路推导电压电流的显式表达式;3)将参数辨识问题转换为最优化问题,确定最优化问题中目标函数的参数搜索空间,求解最优化问题并通过参数转换得到模型的五个参数值;4)利用步骤2)中的显式表达式仿真I‑V曲线,计算仿真误差。本发明改进了单二极管模型的参数辨识方法,仅需要一次计算,减少了计算量,提高了辨识的准确性和稳定性。

主权项:1.一种光伏组件模型参数辨识方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤1:获取组件标准试验条件的I-V曲线;步骤2:根据单二极管模型等效电路得到电压电流的显式表达式,该步骤具体包括:步骤2.1:根据单二极管模型和基尔霍夫定律得到电压电流的隐式表达式: 其中,Rs为串联电阻,Rsh为并联电阻,I为端口电流,Iph为电池光生电流,Io为二极管的反向饱和电流,exp为自然常数e的指数幂,V为端口电压,q为电子电荷1.6×10-19C,n为组件等效二极管理想因子,kB为玻尔兹曼常数1.38×10-23JK,T为组件的绝对温度;步骤2.2:通过引入朗伯W函数将隐式表达式转换为显式表达式: 式中,fV表示关于电压V的函数关系,为温度电势,W为朗伯W函数;步骤3:构建并求解最优化问题得到三参数值,转换三参数值得到模型的五个参数,该步骤具体包括:步骤3.1:通过引入I-V曲线的导数和短路点的特征信息得到连续的目标函数:gx,DIV,V,I=KDIV·x1+1x2-V+KI+K·DIV-1x33其中,gx,DIV,V,I表示连续目标函数,表示电流对电压的一阶导数,V表示端口电压,I表示端口电流,为短路点的特征信息,x=[x1,x2,x3]表示目标函数参数;步骤3.2:连续目标函数gx,DVI,V,I离散化得: 其中,gx,div,v,i表示离散目标函数,·表示点积,表示哈达玛积,1表示全为1的向量,div表示采样点一阶差商,v表示采样点电压,i表示采样点电流,k为电阻值: 其中,Isc为短路电流,v0和i0分别为第一个采样点的电压和电流,v1和i1分别为第二个采样点的电压和电流,j为I-V曲线部分数据点的编号,j∈[1,N-1],vj-1和ij-1分别为第j个采样点的电压和电流,vj和ij分别为第j+1个采样点的电压和电流,vj-1满足: 其中,|·|表示绝对值,vm-1为第m个采样点电压,N为I-V曲线数据点个数,为任意符号,表示与,表示整数域;步骤3.3:确定步骤3.2离散目标函数中各个参数的取值范围;步骤3.4:构建最优化问题: 其中,min表示函数的最小值,表示向量2-范数的平方,xm和xM分别表示目标函数参数x的最小值和最大值;步骤3.5:求解最优化问题,得到目标函数参数x=[x1,x2,x3];步骤3.6:将目标函数参数转换为光伏组件模型参数,转换方式为:Rs=x18Rsh=-k-Rs9 其中,vN-1和iN-1分别为第N个采样点的电压和电流;当开路电压Voc给定时,式12简化为:

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