[发明专利]一种按地理区域度量光伏组件现场性能退化的方法

说明书

本发明公开了一种按地理区域度量光伏组件现场性能退化的方法，包括以下步骤：1)收集光伏组件功率退化数据和运行地点同时期的环境因素数据；2)建立模型并求解模型中的未知参数；3)利用偏导数计算各环境因素影响光伏组件功率退化的权重；4)通过区域聚类确定计算结果适用的地理区域。本发明建立了描述环境因素与光伏组件输出功率退化率关系的模型，实现了对环境因素影响程度的定量度量。基于环境因素的区域聚类，确定了拟合得到的模型参数值和相应环境因素影响度量结果适用的地理区域，使得在有限条件下分区域精细化分析光伏组件现场性能退化成为可能。本发明可为光伏电站选址决策以及不同地区光伏组件针对性的选材、设计等问题提供指导。

技术领域

本发明涉及光伏组件性能评估领域，具体是一种按地理区域度量光伏组件现场性能退化的方法。

背景技术

随着世界人口的增加和社会的发展，能源消耗也在逐渐增加。考虑到传统能源，如石油，对环境的影响，大力发展清洁可再生能源已经成为世界的共识。在所有可再生能源中，太阳能以其来源丰富可持续的特点受到了广泛关注。自19世纪，光伏发电效应被首次发现以来，光伏发电技术已经得到了快速的发展。

在整个光伏发电装置中，光伏组件被普遍认为是最重要的部分，它直接决定了系统输出功率的大小，并且光伏组件的可靠性和寿命与发电成本和投资回报周期也息息相关。因此，在国际电工技术委员会制定的标准指导下，诸多针对光伏组件的质量鉴定试验应运而生。当前，光伏组件生产厂家普遍承诺其产品在标准测试条件下工作25年的性能损失不超过20％，甚至保证在其工作的前十年内每年的性能退化率不超过1％。然而，现实问题是光伏组件的真实运行环境与标准测试条件是存在显著差异性的，并且不同地理位置之间的环境条件也是不同的，从而导致出现不同类型的失效模式和不同的性能退化率。因此，如何精准评估光伏组件在真实运行环境中的性能退化和度量环境因素对其性能退化的具体影响程度就具有重要的研究与应用价值，而针对该方面的研究目前还相对缺乏。

参考文献:

[1]Subramaniyan A B,Pan R,Kuitche J,et al.Quantification ofenvironmental effects on PV module degradation:A physics-based data-drivenmodeling method.IEEE Journal of Photovoltaics 2018；8:1289-1296.

[2]Sengupta S,Maiti S,Ghosh S,et al.A Long Term PV Power DegradationPrediction due to Dust Fouling and Environmental Stresses.2019 IEEE Region10Symposium(TENSYMP)IEEE；2019:179-83.

[3]Liu W,Jiang X,Li S,et al.Photovoltaic module regional clusteringin mainland China and application based on factors influencing fieldreliability.Renewable and Sustainable Energy Reviews 2020；133:110339.

[4]余荣斌,刘桂雄,徐欢.基于β分布统示法的光伏组件性能退化可靠度估算[J].仪器仪表学报,2015,36(11):2586-2593.

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种按地理区域度量光伏组件现场性能退化的方法，基于累积损伤模型，将易于量化的环境因素与光伏组件输出功率退化率关联在一起，建立了相应的模型；同时，通过该模型，将各因素变量偏导数的值进行比较，确定各环境因素对光伏组件性能退化的影响程度；最后，基于环境因素面板数据的区域聚类来确定以上分析所得结果的适用地理区域，以此来实现不同地理区域光伏组件性能退化情况的精准评估和度量。