改进型光伏电池数学模型制造技术

本发明专利技术涉及一种改进型光伏电池数学模型，通过该改进型光伏电池数学模型，提高了模型的精度，该模型不仅可以用于均一光照条件下的光伏电池或光伏阵列的建模仿真，更可适用于局部阴影条件下的光伏阵列的建模仿真，其每一块单体电池的光照强度和温度任意可调，适用性更广。

Improved mathematical model of photovoltaic cells

The present invention relates to an improved mathematical model of photovoltaic cells. Through the improved mathematical model of photovoltaic cells, the accuracy of the model is improved. The model can be used not only for the simulation of photovoltaic cells or photovoltaic arrays under uniform illumination conditions, but also for the simulation of photovoltaic arrays under local shadows. The illumination intensity and temperature of each single cell are arbitrary. Adjustable, wider applicability.

【技术实现步骤摘要】
改进型光伏电池数学模型
本专利技术属于光伏发电仿真研究领域，尤其涉及一种改进型光伏电池数学模型。
技术介绍
在光伏发电系统中，为了提高光伏电源输出的电压和功率，会对光伏电池进行串并联组成光伏阵列，其面积较大，由于外界环境的影响大部分时间都处于局部阴影条件下，从而引起了热斑效应，大大降低了输出功率，严重的还会对光伏电池造成永久性损害。为此，对光伏阵列串并联二极管，在局部阴影条件下形成了光伏阵列的多峰值输出特性。原有的工程用光伏电池数学模型只能描述出均一光照条件下的光伏电池的输出特性，无法体现实际工况，局限性较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进型光伏电池数学模型,以提高模型精度。本专利技术提供了一种改进型光伏电池数学模型，该数学模型如下：其中，Uoc.ref、Isc.ref、Um.ref和Im.ref，分别为在光照强度Sref＝1000W/m2、温度tref＝25℃标准环境下光伏电池的开路电压、短路电流、最大功率点电压和最大功率点电流；a与c为电流和电压对温度的补偿系数，b为电压对光照强度的补偿系数；I为光伏电池输出电流；ISC为光伏电池短路电流；C1、C2为设定的中间系数；U为光伏电池输出电压；UOC为光伏电池开路电压；Rs为光伏电池等效串联电阻；Rsh为光伏电池等效并联电阻；ΔU为光伏电池开路电压与标准环境下光伏电池开路电压的比例系数；t为光伏电池温度；S为光照强度；ΔI为光伏电池短路电流与标准环境下光伏电池短路电流的比例系数；Um为光伏电池最大功率点输出电压；Im为光伏电池最大功率点输出电流。进一步地，利用该数学模型搭建光伏电池仿真模型；其中，光伏电池仿真模型中的光照强度和温度任意可调。进一步地，利用该光伏电池仿真模型搭建物理结构，用于模拟光伏阵列；其中，光伏阵列中任一单体电池的光照强度和温度任意可调。借由上述方案，通过改进型光伏电池数学模型，提高了模型的精度，该模型不仅可以用于均一光照条件下的光伏电池或光伏阵列的建模仿真，更可适用于局部阴影条件下的光伏阵列的建模仿真，其每一块单体电池的光照强度和温度任意可调，适用性更广。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为利用本专利技术搭建的光伏电池仿真模型的示意图；图2为利用光伏电池仿真模型模拟光伏阵列的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本实施例提供了一种改进型光伏电池数学模型，该数学模型如下：其中，Uoc.ref、Isc.ref、Um.ref和Im.ref，分别为在光照强度Sref＝1000W/m2、温度tref＝25℃标准环境下光伏电池的开路电压、短路电流、最大功率点电压和最大功率点电流；a与c为电流和电压对温度的补偿系数，b为电压对光照强度的补偿系数；I为光伏电池输出电流；ISC为光伏电池短路电流；C1、C2为设定的中间系数；U为光伏电池输出电压；UOC为光伏电池开路电压；Rs为光伏电池等效串联电阻；Rsh为光伏电池等效并联电阻；ΔU为光伏电池开路电压与标准环境下光伏电池开路电压的比例系数；t为光伏电池温度；S为光照强度；ΔI为光伏电池短路电流与标准环境下光伏电池短路电流的比例系数；Um为光伏电池最大功率点输出电压；Im为光伏电池最大功率点输出电流。参图1所示，利用该数学模型可在Matlab/simlink中搭建光伏电池仿真模型；其中，光伏电池仿真模型中的光照强度和温度任意可调。将上述光伏电池仿真模型封装，进行串并联并加入二极管(搭建物理结构)，即可仿真光伏阵列模型，4×4光伏阵列模型(如图2所示)，甚至于光伏电站的大型光伏电源，每块光伏电池的光照强度和温度依然可调，可模拟局部阴影情况，免于进行大量的理论分析推导构建数学模型，更简单明了，并且未增加所需参数，易于实现。本实施例提供的改进型光伏电池数学模型，提高了模型的精度，该模型不仅可以用于均一光照条件下的光伏电池或光伏阵列的建模仿真，更可适用于局部阴影条件下的光伏阵列的建模仿真，其每一块单体电池的光照强度和温度任意可调，适用性更广。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，并不用于限制本专利技术，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进型光伏电池数学模型，其特征在于，所述数学模型如下：

【技术特征摘要】
1.一种改进型光伏电池数学模型，其特征在于，所述数学模型如下：其中，Uoc.ref、Isc.ref、Um.ref和Im.ref，分别为在光照强度Sref＝1000W/m2、温度tref＝25℃标准环境下光伏电池的开路电压、短路电流、最大功率点电压和最大功率点电流；a与c为电流和电压对温度的补偿系数，b为电压对光照强度的补偿系数；I为光伏电池输出电流；ISC为光伏电池短路电流；C1、C2为设定的中间系数；U为光伏电池输出电压；UOC为光伏电池开路电压；Rs为光伏电池等效串联电阻；Rsh为光伏电池等效并联电阻；ΔU为光伏电池开...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟尧，李丹，苏显贺，
申请(专利权)人：大唐东北电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22