【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光伏發電，特別是涉及一種新型光伏電池模型七參數求解方法。
技術介紹
1、商業化太陽能光伏電站的功率輸出估計仍然是一個備受關注的研究領域。這是因為準確估計光伏電站的功率輸出對于優化發電效率、管理電網負載以及確保電力供應的穩定性至關重要；現有技術對光伏電站功率輸出的準確估計，依賴于一個精確的物理光伏模型，而一個精確的物理光伏模型，又是依賴于一種對未知參數的精確求解方法。在過去的研究中，盡管已經進行了大量工作，但功率估計的精度和可靠性仍然取決于模型中使用的太陽能電池參數值的準確性；為了驗證新型求解方法的準確性，研究團隊進行了室內和室外實驗，并在不同的輻照度和溫度條件下評估了模型的性能。在真實室外條件下對估計的太陽能輸出功率進行了實驗驗證，并取得了較高的準確性。研究結果顯示，具有七個參數的太陽能電池模型表現出最高的精度，其均方根誤差rmse最小；因此，需要設計一種新型光伏電池模型七參數求解方法來解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種新型光伏電池模型七參數求解方法，以解決傳統方法過于依賴于理論推導或實驗測量得到的參數值，且這些參數值易受到實際環境條件的影響，并難以滿足不同場景下的準確功率輸出估計需求的問題。
2、為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案是：
3、一種新型光伏電池模型七參數求解方法，包括：
4、s1，根據光伏電池雙二極管模型，確定本專利技術的研究對象為光伏電池的七參數模型，所述的光伏電池雙
5、；（1）
6、；
7、其中，i為光伏組件輸出電流；v為光伏組件輸出電壓；iph為光伏組件光生電流；i01、i02為光伏組件二極管反向飽和電流；q為電子電荷；k為玻爾茲曼常數；a為光伏組件二極管理想因子；rs為光伏組件串聯電阻；rsh為光伏組件并聯電阻；t為光伏組件工作時的開氏溫度；ns為光伏組件串聯電池片個數；待辨識的參數為iph、i01、i02、a1、a2、rs、rsh；
8、s2，基于肖克利擴散理論定義光伏組件雙二極管的理想因子 a1=1且 a2=2，從而得到簡化后的光伏電池雙二極管等效電路的輸出特性方程：
9、；（2）
10、；
11、其中待識別參數為 iph、 i01、 i02、 rs、 rsh；
12、s3，在標準測試條件下，分別在短路條件、開路條件以及最大功率點條件下，代入已知參數并進行公式推導，求得簡化后的光伏電池雙二極管模型中各未知參數的解析式；根據光伏組件的電氣參數，對簡化后的光伏組件雙二極管模型的未知參數進行求解，將求得的未知參數代入到模型方程中，并繪制在標準測試條件下的組件的輸出特性曲線；
13、s4，基于步驟s3中標準測試條件下對模型公式中未知參數的公式推導，延伸計算現實環境條件下的各未知參數的求解解析式：根據光伏組件的電氣參數，對現實環境條件下模型方程中的各未知參數進行求解，并繪制在現實環境條件下的組件的輸出特性曲線。
14、進一步地，光伏組件的電氣參數為組件廠商提供的光伏組件銘牌的電氣參數。
15、優選地，步驟s3中，在短路條件、開路條件以及最大功率點條件下，代入相關的已知參數進行公式推導包括：
16、s301，在開路條件下，光伏組件輸出電壓v等于開路電壓voc，光伏組件輸出電流i=0，代入步驟s2公式中得到光伏組件光生電流 iph的表達式為：
17、；（3）
18、s302，在短路條件下，光伏組件輸出電壓v=0，光伏組件輸出電流i等于短路電流isc；設定約束條件：
19、開路電壓由光伏電池內部化學反應決定，與外部電路無關，開路電壓代表的是光伏電池兩極之間的最大可用電壓，則使短路電流與串聯電阻的乘積遠小于開路電壓，即：
20、，；
21、將以上約束條件及步驟s301的公式代入步驟s2公式，得到短路電流isc的計算公式；同理，在最大功率點處，光伏組件輸出電壓v等于最大功率點電壓vm，光伏組件輸出電流i等于最大功率點電流im，將以上約束條件及步驟s301的公式代入步驟s2公式，得到最大功率點電流im的計算公式；
22、將短路電流和最大功率點電流的計算公式進行互相解算，得到反向飽和電流i01和i02的計算公式：
23、；（4）
24、；（5）
25、；
26、；
27、其中， isc為光伏組件的短路電流， voc為光伏組件的開路電壓， im為光伏組件的最大功率點電流， vm為光伏組件的最大功率點電壓；
28、s303，在標準測試條件下及p-v曲線中最大功率點處存在：
29、；
30、反映在i-v曲線上，對步驟s2公式關于電壓進行微分，從而驗證得到在最大功率點處為：
31、；
32、在短路條件下，代入 v=0， i= isc，得到：
33、；
34、其中，即：
35、；
36、之后，再將公式（4）和（5）代入到和表達式中，得到以下公式：
37、；（6）
38、；（7）
39、；
40、；
41、 rs和 rsh是非線性方程組（6）和（7）的兩個未知量，通過求解非線性方程組，同時求得 rs和 rsh兩個未知參數；
42、s304，電路的穩定性與電阻在不同條件下的變化有關，對于串聯電阻和并聯電阻設定合適的初始值；先將 rs的初始值定為0，代入到公式（4）和（5）以及的表達式中，得到 rsh的初始值，通過修改將 rsh的初始值表示為以下形式：
43、；（8）
44、 ；
45、 ；
46、 ；
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1.一種新型光伏電池模型七參數求解方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種新型光伏電池模型七參數求解方法，其特征在于，步驟S3中，在短路條件、開路條件以及最大功率點條件下，代入相關的已知參數進行公式推導包括：
3.根據權利要求1所述的一種新型光伏電池模型七參數求解方法，其特征在于，步驟S4中，對現實環境條件下模型方程中的各未知參數進行求解包括：
【技術特征摘要】
1.一種新型光伏電池模型七參數求解方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種新型光伏電池模型七參數求解方法，其特征在于，步驟s3中，在短路條件、開路條件以及最大功率點條...
【專利技術屬性】
技術研發人員：康喆，劉斌，孔祥力，蘇營，吳海飛，孫勇，丁坤，劉演華，陳曦暉，
申請(專利權)人：中國長江電力股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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