一种模拟光伏阵列I-V曲线的方法和系统技术方案

本申请公开了一种模拟光伏阵列I‑V曲线的方法，包括：确定光伏阵列的参数，所述参数包括已知参数、随外部条件及环境变化的参数；计算实际情况下的开路电压UOC和实际情况下的短路电流ISC；根据所述开路电压UOC和短路电流ISC推导出对应的I‑V曲线关系；根据采样电流计算出对应的目标电压，控制三相整流器的输出。本申请还公开了一种模拟光伏阵列I‑V曲线的系统。本申请因为直接利用公式计算I‑V曲线控制系统的输出，故可完全模拟理论设定曲线，输出精度高，满足实际需求，由于公式所涉及参数不多，故系统可实时更新曲线参数，达到曲线动态变换的输出目的。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及光伏发电领域，尤其涉及一种模拟光伏阵列I-V曲线的方法和系统。
技术介绍
太阳能光伏阵列的输出特性具有非线性的特点，并且输出受太阳辐照度，环境温度和负载的影响而呈现不同的I-V曲线特性，传统的光伏模拟系统一般采用查表法来实现I-V曲线的模拟即将固定的I-V曲线数据存于系统的核心控制器中再根据系统实际输出的电流通过查询存入核心控制器的数据表拟合输出目标电压来达到控制系统输出I-V曲线的目的，这种方法存在I-V曲线的精度受生成的曲线数据多少的制约且无法达到完全模拟理论曲线，曲线动态更新效果差的缺点。
技术实现思路
本申请提供一种模拟光伏阵列I-V曲线的方法和系统。根据本申请的第一方面，本申请提供一种模拟光伏阵列I-V曲线的方法，包括：确定光伏阵列的参数，所述参数包括已知参数、随外部条件及环境变化的参数；计算实际情况下的开路电压UOC和实际情况下的短路电流ISC；根据所述开路电压UOC和短路电流ISC推导出对应的I-V曲线关系；根据采样电流计算出对应的目标电压，控制三相整流器的输出。上述方法，所述光伏阵列包括晶硅组件和薄膜组件，所述已知参数包括自定义相关参数值；所述随外部条件及环境变化的参数包括：TSTC，标准测试条件时的组件温度；GSTC，标准测试条件时的辐照度；TPV，实际情况下的组件温度；G，实际情况下的辐照度；UOC,STC，标准测试条件下的开路电压；ISC,STC，标准测试条件下的短路电流；UMPP,STC，标准测试条件下的MPP电压；IMPP,STC，标准测试条件下的MPP电流。1.上述方法，所述开路电压Uoc的计算公式为：UOC＝UOC,STC*(1+β*(TPV-TSTC))*(log(G/CG+1)*CV-CR*G)；所述短路电流Isc的计算公式为：ISC＝ISC,STC*G/GSTC*(1+α*(TPV-TSTC))；其中CG、CV、CR为修正系统，α为电流温度系数，β为电压温度系数，常数C1、C2的计算公式如下：C2＝(FFU-1)/(log(1-FFI))；C1＝(1-FFI)*exp(-FFU/C2)；其中，FFU为MPP开路电压比，FFI为短路电流比。上述方法，根据采样电流计算出对应的目标电压的公式包括：I＝ISC*(1-C1*(exp(U/C2/UOC)-1))。上述方法，所述I-V曲线包括晶硅组件、薄膜组件或自定义类型的光伏阵列I-V曲线。根据本申请的第二方面，本申请提供一种模拟光伏阵列I-V曲线的系统，包括：设置模块，用于确定光伏阵列的参数，所述参数包括已知参数、随外部条件及环境变化的参数；计算模块，用于计算实际情况下的开路电压UOC和实际情况下的短路电流ISC；处理模块，用于根据所述开路电压UOC和短路电流ISC推导出对应的I-V曲线关系；根据采样电流计算出对应的目标电压，控制三相整流器的输出。上述系统，所述光伏阵列包括晶硅组件和薄膜组件，所述已知参数包括自定义相关参数值；所述随外部条件及环境变化的参数包括：TSTC，标准测试条件时的组件温度；GSTC，标准测试条件时的辐照度；TPV，实际情况下的组件温度；G，实际情况下的辐照度；UOC,STC，标准测试条件下的开路电压；ISC,STC，标准测试条件下的短路电流；UMPP,STC，标准测试条件下的MPP电压；IMPP,STC，标准测试条件下的MPP电流。上述系统，所述计算模块还用于通过以下公式进行计算：所述开路电压Uoc的计算公式为：UOC＝UOC,STC*(1+β*(TPV-TSTC))*(log(G/CG+1)*CV-CR*G)通过以下公式计算所述开路短路电流Isc：ISC＝ISC,STC*G/GSTC*(1+α*(TPV-TSTC))其中CG、CV、CR为修正系统，α为电流温度系数，β为电压温度系数，常数C1、C2的计算公式如下：C2＝(FFU-1)/(log(1-FFI))；C1＝(1-FFI)*exp(-FFU/C2)；其中，FFU为MPP开路电压比，FFI为短路电流比。上述系统，所述处理模块用于根据采样电流计算出对应的目标电压的公式包括：I＝ISC*(1-C1*(exp(U/C2/UOC)-1))。上述系统，所述I-V曲线包括晶硅组件、薄膜组件和自定义类型的光伏阵列I-V曲线。由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：在本申请的具体实施方式中，由于包括通过参数计算实际情况下的开路电压UOC和实际情况下的短路电流ISC，推导出对应的I-V曲线关系，再根据采样电流计算出对应的目标电压，控制三相整流器的输出，本申请因为直接利用公式计算I-V曲线控制系统的输出，故可完全模拟理论设定曲线，输出精度高，满足实际需求，由于公式所涉及参数不多，故系统可实时更新曲线参数，达到曲线动态变换的输出目的。附图说明图1为本申请的方法在一种实施方式中的流程图；图2为本申请的方法在一种实施方式中的控制过程示意图；图3为本申请的系统在一种实施方式中功能模块示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。实施例一：如图1所示，本申请的模拟光伏阵列I-V曲线的方法，其一种实施方式，包括以下步骤：步骤102：确定光伏阵列的参数，所述参数包括已知参数、随外部条件及环境变化的参数。光伏阵列包括晶硅组件或薄膜组件，已知参数包括自定义相关参数值。确定不同类型光伏阵列的已知参数，目前光伏阵列分为晶硅组件和薄膜组件，也可以自己定义相关参数值，这些参数由上位机监控软件下设给控制器，具体参数说明如下表：符号说明晶硅组件薄膜组件FFUMPP开路电压比0.80.72FFIMPP短路电流比0.90.8CG(W/m2)修正系数2.514E-31.252E-3CV(W/m2)修正系数8.953E-28.419E-2CR(W/m2)修正系数1.088E-41.476E-4α(％/℃)电流温度系数0.040.02β(％/℃)电压温度系数-0.4-0.2确定随外部条件及环境变化的参数，这些参数由上位机监控软件下设给控制器。随外部条件及环境变化的参数包括：TSTC，标准测试条件时的组件温度；GSTC，标准测试条件时的辐照度；TPV，实际情况下的组件温度；G，实际情况下的辐照度；UOC,STC，标准测试条件下的开路电压；ISC,STC，标准测试条件下的短路电流；UMPP,STC，标准测试条件下的MPP(Maximum Power Point，最大功率点)电压；IMPP,STC，标准测试条件下的MPP电流。步骤104：计算实际情况下的开路电压UOC和实际情况下的短路电流ISC。UOC＝UOC,STC*(1+β*(TPV-TSTC))*(log(G/CG+1)*CV-CR*G)；所述短路电流Isc的计算公式为：ISC＝ISC,STC*G/GSTC*(1+α*(TPV-TSTC))；其中CG、CV、CR为修正系统，α为电流温度系数，β为电压温度系数，常数C1、C2的计算公式如下：C2＝(FFU-1)/(log(1-FFI))；C1＝(1-FFI)*exp(-FFU/C2)；其中，FFU为MPP开路电压比，FFI为短路电流比。步骤106：根据所述开路电压UOC和短路电流ISC推导出对应的I-V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟光伏阵列I‑V曲线的方法，其特征在于，包括：确定光伏阵列的参数，所述参数包括已知参数、随外部条件及环境变化的参数；计算实际情况下的开路电压UOC和实际情况下的短路电流ISC；根据所述开路电压UOC和所述短路电流ISC推导出对应的I‑V曲线关系；根据采样电流计算出对应的目标电压，控制三相整流器的输出。

【技术特征摘要】
1.一种模拟光伏阵列I-V曲线的方法，其特征在于，包括：确定光伏阵列的参数，所述参数包括已知参数、随外部条件及环境变化的参数；计算实际情况下的开路电压UOC和实际情况下的短路电流ISC；根据所述开路电压UOC和所述短路电流ISC推导出对应的I-V曲线关系；根据采样电流计算出对应的目标电压，控制三相整流器的输出。2.如权利要求1所述的模拟光伏阵列I-V曲线的方法，其特征在于，所述光伏阵列包括晶硅组件和薄膜组件，所述已知参数包括自定义相关参数值；所述随外部条件及环境变化的参数包括：TSTC，标准测试条件时的组件温度；GSTC，标准测试条件时的辐照度；TPV，实际情况下的组件温度；G，实际情况下的辐照度；UOC,STC，标准测试条件下的开路电压；ISC,STC，标准测试条件下的短路电流；UMPP,STC，标准测试条件下的MPP电压；IMPP,STC，标准测试条件下的MPP电流。3.如权利要求2所述的模拟光伏阵列I-V曲线的方法，其特征在于，所述开路电压Uoc的计算公式为：UOC＝UOC,STC*(1+β*(TPV-TSTC))*(log(G/CG+1)*CV-CR*G)；所述短路电流Isc的计算公式为：ISC＝ISC,STC*G/GSTC*(1+α*(TPV-TSTC))；其中CG、CV、CR为修正系统，α为电流温度系数，β为电压温度系数，常数C1、C2的计算公式如下：C2＝(FFU-1)/(log(1-FFI))；C1＝(1-FFI)*exp(-FFU/C2)；其中，FFU为MPP开路电压比，FFI为短路电流比。4.如权利要求3所述的模拟光伏阵列I-V曲线的方法，其特征在于，根据采样电流计算出对应的目标电压的公式包括：I＝ISC*(1-C1*(exp(U/C2/UOC)-1))。5.如权利要求1至4中任一项所述的模拟光伏阵列I-V曲线的方法，其特征在于，所述I-V曲线包括晶硅组件、薄膜组件或自定义类型的光伏阵列I-V曲线。6.一种模拟光伏阵列I-V曲线的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：绍长伟，付冲，周谦，
申请(专利权)人：深圳中电长城能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44