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专利号: 2023102142699
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于最小二乘法的光伏老化检测方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤 S1:将光伏阵列输出的电压、电流采样后作为输入,进行最大功率追踪;

步骤S2:将实际追踪得到的最大功率记为,追踪的最大功率电压、电流值是用和表示;

步骤 S3:用最小二乘法对随机采样的电压、电流进行计算,得到光照强度G、温度T,步骤 S4:获取光伏的实际等效串联电阻参数,光伏的实际等效并联电阻参数,光伏的实际光生电流,光伏的实际反向饱和电流,光伏的实际二极管品质因数;

步骤 S5:根据预测的最大功率电压与追踪的最大功率电压的差值、预测的最大功率电流与追踪的最大功率电流的差值与阈值的关系,判断光伏的老化程度;

步骤S3具体如下:

首先公式(1)-(2)定义光照强度的归一化参数,温度的归一化参数;

(1)

(2)

因程序开始、为空;故先假设光照强度G=1000W/m2和温度T=25℃,所以=1,=1;式中、指的是标准工作条件下的光照强度和温度,其值分别为=1000W/m2,=25℃,指的是开尔文温度常数,其值为273.15K,运用公式(3)-(6)将残差及光照偏导数和温度偏导数、二极管实际电流进行计算;

(3);

(4)

(5)

(6);

其中为二极管的额定品质因数, 为额定光生电流, 为额定反向饱和电流,为光伏组件的等效串联电阻额定参数,为光伏组件的等效并联电阻额定参数,为额定温度影响因子,以上额定参数是厂家提供的参数;指的是绝对温度参数,其值为298.15K;

获取光伏的次方和,计算的公式如下, (7)

将公式(3)-(6)代入(7),得到公式(8),更新、 的值, (8),

其中 指的是阻尼系数, 指的是迭代次数,其中次方和指的是当公式(7)中的x=0,y=2,z=0时,故,次方和指的是当公式(7)中的x=2,y=0,z=0时,,次方和指的是当公式(7)中的x=1,y=1,z=0时,,次方和指的是当公式(7)中的x=1,y=0,z=1时,故,次方和指的是当公式(7)中的x=0,y=1,z=1时,;

步骤S4中获取光伏的实际等效串联电阻参数,光伏的实际等效并联电阻参数,光伏的实际光生电流,光伏的实际反向饱和电流,光伏的实际二极管品质因数;具体如下:将更新后的、代入公式(9)-(13)得到光伏的实际等效串联电阻参数,光伏的实际等效并联电阻参数,光伏的实际光生电流,光伏的实际反向饱和电流,光伏的实际二极管品质因数, (9)

(10)

(11)

(12)

(13)

其中式中的指的是温度变化差值,其值为;

步骤 S5:将计算得到的五个参数代入公式(14)-(16),得到预测的最大功率电压与最大功率电流后,两者相乘可得最大功率, (14)

(15)

(16),

Lambert-W函数用于获取与,即,为自然常数2.718;

步骤 S5中,根据预测的最大功率电压与追踪的最大功率电压的差值、预测的最大功率电流与追踪的最大功率电流的差值与阈值的关系,设定误差阈值、,其计算公式如公式(17)-(18)所示: (17)

(18)

式中,、表示光伏在标准测试环境下的最大功率点电流、电压,对于老化的判断方法为:

若阈值的绝对值与阈值的绝对值均等于0,则判定为未老化;

若阈值的绝对值大于0或阈值的绝对值大于0,则判定为轻微老化;

若阈值的绝对值与阈值的绝对值均大于0,则判定为严重老化。

2.实现权利要求1所述的基于最小二乘法的光伏老化检测方法的检测系统,其特征在于:所述系统包括:最大功率追踪单元,用于对光伏模块进行最大功率追踪;

数据采集单元,用于获取追踪到的最大功率点电流、电压和功率;

数据采样单元,用于对电压及电流进行随机采样;

环境条件计算单元,用于根据随机采样的电压、电流数据计算光伏的光照强度和温度;

实际参数计算单元,用于获取光伏的二极管的实际品质因数、实际光生电流、实际反向饱和电流、实际等效串联电阻参数及实际等效并联电阻参数;

最大功率预测单元,用于获取预测的最大功率电压、预测的最大功率电流及预测的最大功率;

老化判断单元,用于根据预测的最大功率电压与追踪的最大功率电压的差值、预测的最大功率电流与追踪的最大功率电流的差值与阈值的关系,判断光伏的老化程度。