[发明专利]基于内部等效参数的光伏组件剩余寿命预测方法

权利要求书

1.一种基于内部等效参数的光伏组件剩余寿命预测方法，其特征是，包括以下步骤：

a、根据不同工况下光伏组件输出特性曲线图，采用磷虾算法获取光伏组件内部等效参数；

b、采用BP神经网络分别对各内部等效参数建立预测模型，用于获取光伏组件的实时内部等效参数；

包括：采用BP神经网络算法分别对光伏组件的内部等效参数建立预测模型，将内部等效参数I_ph、I_SD、n、R_s和R_sh分别作为输入变量，进行所需时刻下的不同参数值预测输出；其中，I_ph表示光生电流，I_SD表示二极管反向饱和电流，n表示二极管理想因子，R_s表示等效串联电阻，R_sh表示等效并联电阻；

c、建立光伏组件输出功率估算模型，获取实时输出功率，预测光伏组件的剩余寿命；

包括：ca、根据光伏组件电流方程的显式解，可得光伏组件的输出功率P为：

在最大功率点处，根据可得：

其中，I_m表示最大功率点的电流，将当前工况下各内部等效参数值代入，即可求解出I_m值； 进而将其代入公式(5)，可得最大功率点电压V_m：

由式(3)～(5)可知，已知光伏组件的内部等效参数并结合当前工况可以准确获知当前最大功率点输出功率P_m值；

P_m＝I_m×V_m (6)

cb、光伏组件的剩余寿命Life_residual值即为：

其中，P_S表示光伏组件生产厂商提供的最大功率值；T_S表示光伏组件设计寿命。

2.根据权利要求1所述的基于内部等效参数的光伏组件剩余寿命预测方法，其特征是，所述内部等效参数包括光生电流、二极管反向饱和电流、二极管理想因子、等效串联电阻和等效并联电阻。

3.根据权利要求1所述的基于内部等效参数的光伏组件剩余寿命预测方法，其特征是，所述步骤a具体包括以下步骤：

aa、选取公式(1)作为光伏组件的结构模型，

式中，q表示电子电荷量(1.602×10^-19C)；k表示波尔兹曼常数(1.38×10^-23J/K)；V表示I-V特性曲线中电压采样值，I表示I-V特性曲线中电流采样值；W(·)表示Lambert W函数，T表示绝对温度；

通过最小化模型仿真值与实测值之间误差，以获得不同工况下的实际参数值；

ab、选取公式(2)为目标函数，

式中，θ＝(I_ph、I_SD、n、R_s、R_sh)表示待辨识参数，f_i(V,I,θ)表示第i组实测值和仿真值的差值，M表示数据采样点个数；

ac、随机初始化一组辨识参数值θ，对目标函数RMSE值进行计算；然后通过磷虾算法根据RMSE值更新参数值θ，以校正仿真模型输出；对上述辨识过程进行循环迭代，直至迭代终止条件满足，即可辨识出最优化模型参数值θ。