[发明专利]一种基于毕萨定律的光伏组件电磁干扰机理建模方法

说明书

本发明公开的一种基于毕萨定律的光伏组件电磁干扰机理建模方法，属于磁传感技术领域。本发明实现方法为：通过光伏组件的机理分析，确定光伏组件对外产生电磁干扰的主要部件为光伏焊带、内部总线和外部总线，结合光伏组件与外部磁传感器的位置关系，基于毕萨定律建立光伏组件中光伏焊带、内部总线和外部总线的电磁干扰机理模型，建立光伏组件在外部磁传感器处产生的电磁干扰与光伏组件几何参数和光伏组件的电流之间的关系，定量描述光伏组件对外产生的电磁干扰，获得光伏组件的电磁干扰机理模型。本发明应用于磁传感技术领域，抑制电磁干扰，解决电磁干扰抑制相关工程技术问题。本发明具有建模方法简单、精度高、成本低、操作简单、易实现的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于毕萨定律的光伏组件电磁干扰建模方法，适用于光伏组件对外部磁传感器的电磁干扰建模，属于磁传感技术领域。

背景技术

太阳能具有储量丰富、可再生、分布广泛、无噪声和无废渣废气等诸多优点，其主要利用形式之一是太阳能发电，而光伏电池是太阳能发电系统中不可或缺的关键部分。光伏电池，也称太阳能电池。光伏电池依靠光伏效应发电，多由半导体P-N结构成。目前，晶体硅太阳能电池是目前发展最为成熟的，约占全球光伏发电市场的90％左右，在应用中占据主导地位。光伏发电应用领域广泛，包括光伏电站、家庭太阳能电源、交通领域各类信号灯供电、卫星和无人机等航空航天设备的太阳能供能系统等。

磁传感器的应用也十分广泛，是现代传感器的主要分支，已在经济、国防、医疗卫生等领域发挥着重要作用，如能源管理、智能家居、交通管制、航空航天电子罗盘等。随着科学技术的发展，磁传感器的应用与光伏发电的应用的耦合日益加深。

由于单个光伏电池产生的电流小、功率低，因此通常采用多光伏电池串并联的方式组成光伏组件，增大整个组件的对外输出电压、电流和功率。作为直流电源设备，光伏组件产生电磁干扰对磁传感器的工作产生了较大的影响，导致磁传感器对磁场较大的测量误差，导致用电设备决策失误，造成用电危险，如电网能源管理数据采集误差，智能家居失效，交通管制中对车辆速度、加速度测量误差，飞机、卫星等航向漂移等。

为降低光伏组件电磁干扰对磁传感器的干扰，需对光伏组件的电磁干扰进行定量建模，以便后续分析和消除电磁干扰。光伏组件产生的电磁干扰是直流电磁干扰，无法通过滤波器消除。另一方面，光伏组件需要接受阳光照射，难以采用磁屏蔽材料包覆屏蔽。建立合理的光伏组件电磁干扰模型，对抑制光伏组件产生的电磁干扰和保证磁传感器的正常工作具有重要意义，直接关系到传感器测量和用电设备的使用安全。

在磁传感技术领域的实际应用中，建立电磁干扰模型的方法主要分为2类：第一类是测试分析方法。测试分析方法将研究对象视为一个黑箱系统，不管系统的内部机理，直接测量系统的输入、输出数据，并以此为基础运用数学统计方法，建立相应的数学模型。第二类是机理分析方法。根据对建模对象的机理分析，找出其运作机理和规律，建立具有明确物理意义的数学模型。

如果没有掌握建模对象的内部运作机理，应采用测试分析建模；如果对建模对象的机理有所了解，应以机理建模为主。而光伏组件的发电机理为光伏电池内的光伏效应和多个光伏电池的串并联连接，因此，可采用机理建模方法对光伏组件进行机理建模，定量描述其电磁干扰，为精准降低电磁干扰奠定基础。

发明内容

本发明公开的一种基于毕萨定律的光伏组件电磁干扰机理建模方法要解决的技术问题是：通过光伏组件的机理分析，结合光伏组件与外部磁传感器的位置关系，基于毕萨定律建立光伏组件中光伏焊带、内部总线和外部总线的电磁干扰机理模型，定量描述光伏组件对外产生的电磁干扰。本发明建立的电磁干扰机理模型能够应用于磁传感技术领域，解决电磁干扰抑制相关工程技术问题。本发明具有建模方法简单、精度高、成本低、操作简单、易实现的优点。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种基于毕萨定律的光伏组件电磁干扰机理建模方法，包括以下步骤：