[发明专利]一种光伏组串内各失配组件的参数提取方法

说明书

本发明提供一种光伏组串内各失配组件的参数提取方法，该方法可用于光伏组串在其P‑V输出曲线上呈现多个功率峰值时，提取每个峰值下参与工作组件的光生电流、二极管反向饱和电流、二极管理想因子、串联电阻和并联电阻五个参数。以此五参数为基础，该方法可利用一个组串下不同组件五参数数值的变化来判断组件工作状况，因此，该方法也可用于光伏组串的故障诊断。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体讲涉及一种光伏组串内各失配组件的参数提取方法。

背景技术

化石能源作为当前社会最主要的能源之一，但是其也暴露了诸多问题，如巨大的空气污染以及日益匮乏的原材料，与此同时，其也会是全球变暖的元凶之一；太阳能资源作为新能源之一，具有环保无污染的特点，尤其是光伏领域，目前得到世界各国的广泛研究。

一般来说，一个光伏阵列由光伏组串并联而成，光伏组串又由光伏组件串联而成，一个光伏组件又由固定个数的太阳能电池片串联而成；这类光伏组件之间的串并联连接，构成了一个初步的光伏发电系统。

然而，光伏组件的发电会受到外界环境的干扰，具体而言主要为光强与环境温度的影响，光照强度降低、环境温度上升，都会导致组件输出电能降低。此外，组件内部由于生产工艺水平的不同而导致的串联失配问题，亦会导致整体输出电能降低。由于光伏组串由若干个光伏组件串联而成，因此组件与组件之间的失配会带来组串整体输出功率的损失，甚至导致部分组件发生热斑等故障；为减少这类故障的发生，一般在光伏组件封装时即会在若干个串联的太阳能电池片上反向并联一个旁路二极管，其目的在于当组串的整体输出电流大于旁路二极管所并联的太阳能电池片输出的电流时，为电池片提供短路通路，以防电流反向灌入太阳能电池片引发发热甚至烧毁等问题。

旁路二极管一定程度上解决了组件之间因失配而产生的热斑问题，但造成了组串整体输出呈现了非连续变化的性质，即在旁路二极管导通与关断状态前后，光伏组串的电流-电压输出特性曲线在该状态点发生突变，光伏组串的功率-电压输出特性在该状态点出现波谷；综上，一旦光伏组串中有旁路二极管导通，其功率-电压输出特性即出现多个功率峰值，且单个峰值区间上功率-电压曲线不再为该工作状态下的组件从短路电流至开路电压的完整曲线。

光伏组件的光生电流I_ph、二极管理想因子A、二极管反向饱和电流I_o、串联电阻R_s以及并联电阻R_sh五个组件参数较为全面的描述了光伏组件的工作状态与使用性能，因此对于光伏组件的故障诊断来说，提取其组件参数是至关重要的，所述发明提出了一种针对光伏组串I-V输出特性表现多峰时，提取出每个峰下对应的光伏组件参数值的方法，以期更全面具体表现光伏组串中各组件的不同工作特性，为故障诊断提供相应依据。

发明内容

本发明提出一种光伏组串内各失配组件的参数提取方法，其特征在于针对一个光伏组串内的各失配组件参数进行分离提取，首先定义本发明中的几个固有名词：

峰：光伏组串输出功率-电压曲线中，功率P的极大值称为峰；

等效开路电压点：以组串开路电压除以组串旁路二极管个数为电压基准，等效开路电压为该电压基准的整数倍，并在相邻两个等效开路电压点之间有且仅有一个峰；

起点：短路电流点，即组串输出电压为零的工作点；

终点：开路电压点，即组串输出电流为零的工作点；

峰值区间：针对光伏组串的电压进行区间划分，每个峰值区间内的峰有且仅有一个，且区间起始点以等效开路电压点、起点和终点为准；

转折点：在光伏组串功率-电压曲线中，功率P的两个极大值之间最小值对应的工作点称为转折点；

组件区间：针对光伏组串的电压进行区间划分，每个组件区间内的峰有且仅有一个，且区间起始点以转折点、起点和终点为准；