[发明专利]一种光伏发电系统最大功率估计方法

说明书

本发明提供一种光伏发电系统最大功率估计方法建立光伏电池的双二极管7参数模型，并采用开路电压和短路电流参数实现环境参数向标准条件的转换计算；使用参数控制的L‑M算法，使得该算法分段表现出梯度下降法和高斯‑牛顿法的特性，并充分结合两种方法的优点。基于L‑M算法的光伏双二极管模型参数计算，受迭代初始值选取影响较小，并且加快了收敛速度和精度。基于开路电压近似的方法求得最大功率值，省去了一次迭代的过程提升了计算速度。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种基于双二极管模型和LM算法的光伏发电系统最大功率估计方法。

背景技术

光伏发电作为重要的可再生能源发电技术，在未来能源发展中占有重要地位。随着光伏发电占比的逐渐增大，电网对光伏发电系统的可调控能力提出了越来越高的要求。光伏发电系统最大功率估计，通过数值计算的方法得到光伏可输出最大功率，便于电网下达调度指令调控，防止光伏发电系统输出功率波动过大对电网造成过大冲击而导致脱网造成弃光和威胁电网稳定性的问题。光伏发电系统最大功率估计(Maximum PhotovoltaicPower Estimation,MPPE)需要先对光伏电池和模块进行建模分析，光伏单二极管模型(也被称为五参数模型)以其准确性较高和计算难度较低而被广泛使用，但是其在低太阳辐射和开路电压情况下，其精度会大大降低，光伏双二极管模型通过在单二极管模型中并联另外一个二极管来补偿重组损失，以提高建模的精度。但双二极管模型为七参数模型需要求解七个参数，由于光伏输出特性为非线性超越方程，求解过程中出现迭代失败风险较大，传统的线性近似方法在低辐射环境下会带来较大误差无法保证预测精度，很难既能保证求解过程中迭代收敛又保证求解的精度。

发明内容

针对上述问题和现有技术的不足，本发明提供一种光伏发电系统最大功率估计方法，该方法包括以下步骤：

①初始化R_s，R_sh，tolerance(1×10^-8)，i＝1；

②计算E(x_i)＝max[abs(f₁；f₂)],1其中x＝R_s，R_sh；

③计算雅克比矩阵J(x_i)；

④计算x_i+1＝x_i-(J^T(x_i)J(x_i)+λI)J^T(x_i)e(x_i)；

⑤计算更新误差E(x_i+1)；

⑥根据步骤⑤的计算结果，若E(x_i+1)＜tolerance，则直接输出R_s，R_sh的值；若E(x_i+1)≥tolerance，且E(x_i+1)＜E(x_i)，则λ＝λ/10,并带入步骤③重新计算，直至E(x_i+1)＜tolerance，输出R_s，R_sh的值；若E(x_i+1)≥tolerance，且E(x_i+1)≥E(x_i)，则λ＝λ×10,并带入步骤③重新计算，直至E(x_i+1)＜tolerance，输出R_s，R_sh的值；串并联电阻R_s和R_sh在任意的环境温度下均可由下式表示：

R_s＝R_s(STC)

⑦将R_s，R_sh的值代入式：