【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能光伏发电，特别涉及一种边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统及方法。
技术介绍
1、由于受到工业及自然灰尘等污染物的影响，运行在室外环境中的光伏板常会因为板面积灰造成性能降低，并且，灰尘会以空间不均匀的方式聚集在光伏板板面上，特别是沉积于光伏板的外框周围，这种现象被称为光伏边框积灰。边框积灰不仅会导致严重的失配现象，还会导致热点的形成，威胁到光伏组件的使用寿命。迄今为止，尚无一种实用的方法能够有效量化边框积灰对光伏发电具体损耗。作为清洗工作开展的前提，只能依照操作人员的经验。随着空气质量的日益严峻，此方法的弊端也日趋凸显，量化准确性较差，量化效果不及时，且不能满足智能化运维的发展需求。因此根据运行经验的反馈，迫切需要一种简便、安全、准确的方法来量化边框积灰对光伏发电损耗从而为现场运维人员提供一种科学手段，使他们能够快速监测和评估光伏发电现场运行情况。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于填补现今没有量化边框积灰对光伏发电具体损耗模型的空白，提供一种基于分段单二极管模型的边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统及方法，借助光伏现场现有的积灰数据，加以简单的环境参数测量，便可实现量化速度快、评价精度高等特点，实现边框积灰对光伏板发电功率损耗的精确量化与定量评估，以解决上述技术背景中所提出的问题。
2、本专利技术提供的一种边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统，包括：覆灰子系统和光伏发电功率损耗建模子系统；
3、其中，所述覆灰子系统用于模拟光伏现场进行覆灰
4、所述光伏发电功率损耗建模子系统用于基于积灰浓度与光伏所受辐照度变化和光伏单元发电分段单二极管模型量化边框积灰对光伏发电功率的损耗。
5、可选地，所述覆灰子系统包括：鼓风机、覆灰环境模拟玻璃罩、数字电子秤、软测量玻璃片、辐照度仪和钨丝灯实验光源。
6、可选地，所述覆灰环境模拟玻璃罩为半封闭状态，其中，所述覆灰环境模拟玻璃罩无底座，四面玻璃密闭，玻璃罩顶部有一圆形风口。
7、可选地，所述光伏发电功率损耗建模子系统包括：第一模块、第二模块、第三模块和第四模块；
8、其中，所述第一模块用于对光伏发电单二极管模型进行参数整定；
9、所述第二模块用于建立积灰光伏单元发电功率模型；
10、所述第三模块用于建立积灰光伏板发电功率模型；
11、所述第四模块用于建立考虑边框积灰情况下的光伏组件发电功率损耗模型。
12、一种边框积灰对光伏发电功率损耗评价方法，包括以下步骤：
13、测量积灰浓度和积灰浓度下的辐照度系数；
14、基于所述积灰浓度和所述积灰浓度下的辐照度系数构建积灰浓度与光伏所受辐照度变化的量化模型；
15、基于所述积灰浓度与光伏所受辐照度变化的量化模型构建光伏单元分段单二极管模型，并对所述光伏单元分段单二极管模型进行参数修正；
16、基于参数修正后的光伏单元分段单二极管模型构建积灰光伏单元发电功率模型；
17、基于所述积灰光伏单元发电功率模型构建考虑积灰影响的光伏板发电功率模型；
18、基于所述光伏板发电功率模型构建考虑边框积灰的光伏组件发电功率损耗率量化模型；
19、基于所述考虑边框积灰的光伏组件发电功率损耗率量化模型得到边框积灰对光伏发电功率损耗结果。
20、可选地，所述积灰浓度与光伏所受辐照度变化的量化模型的公式为：
21、
22、式中，a、b和d为常数，c表示积灰浓度，τ表示积灰浓度下的辐照度系数。
23、可选地，所述光伏单元分段单二极管模型为：
24、
25、式中，ic,dph是光生电流，ioc,d是二极管反向饱和电流，vc,dt是修正的理想因子，rc,ds是串联电阻，rc,dp是分流电阻，a为涉及雪崩击穿的电流的比例，vbr为结击穿电压，m为雪崩击穿指数。
26、可选地，所述积灰光伏单元发电功率模型为：
27、
28、式中，vc,d表示积灰单元，vc,a表示非积灰单元，表示清洁光伏单元光生电流，表示清洁光伏单元分流电阻。
29、可选地，构建考虑积灰影响的光伏板发电功率模型的过程包括：
30、基于二极管的钳位作用计算一个子串的电压；
31、基于若干所述子串的电压得到整块光伏板的电压；
32、基于所述整块光伏板的电压计算光伏板发电功率；
33、基于所述光伏板发电功率构建考虑积灰影响的光伏板发电功率模型。
34、可选地，基于所述光伏板发电功率模型计算整块光伏板的发电功率以及发电功率损耗的过程包括：
35、基于所述考虑积灰影响的光伏板发电功率模型构建短边边框积灰情况下的v-i模型和长边边框积灰情况下的v-i模型；
36、基于所述短边边框积灰情况下的v-i模型和所述长边边框积灰情况下的v-i模型得到整块光伏板的发电功率以及发电功率损耗；
37、其中，整块光伏板的发电功率为：
38、整块光伏板的发电功率损耗为：ploss＝pclean,max-pdust,max
39、式中，vm表示整块光伏板的电压，pm表示光伏板发电功率，vsub,p表示第p个光伏子串的电压，pclean,max表示清洁条件下光伏发电峰值功率，pdust,max表示积灰条件下光伏发电峰值功率。
40、本专利技术具有如下技术效果：
41、本专利技术提供的一种基于分段单二极管模型的边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统及方法，利用光伏现场现有的积灰数据量化边框积灰对光伏发电功率的损耗。相对于传统人工检测及图像检测等方法，具有更低的检测成本及更好的量化效果，对电站的智能化运维发展提供重要的指导意义。本专利技术首先针对光伏现场常见污染物制作粉尘样本，然后称量进行覆灰实验，建立了积灰浓度与光伏所受辐照度变化之间的量化模型。并且考虑了积灰影响的光伏单元发电分段单二极管模型，搭建了积灰光伏单元发电功率模型，更进一步建立了考虑边框积灰情况下的光伏组件发电功率损耗量化模型。本专利技术可以根据现场灰尘分布，量化边框积灰对光伏发电功率的损耗，较传统人工检测及图像检测等方法，具有更低的检测成本及更好的量化效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统，其特征在于，包括：覆灰子系统和光伏发电功率损耗建模子系统；
2.根据权利要求1所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统，其特征在于，所述覆灰子系统包括：鼓风机(1)、覆灰环境模拟玻璃罩(2)、数字电子秤(3)、软测量玻璃片(4)、辐照度仪(5)和钨丝灯实验光源(6)。
3.根据权利要求2所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统，其特征在于，所述覆灰环境模拟玻璃罩(2)为半封闭状态，其中，所述覆灰环境模拟玻璃罩(2)无底座，四面玻璃密闭，玻璃罩顶部有一圆形风口。
4.根据权利要求1所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统，其特征在于，所述光伏发电功率损耗建模子系统包括：第一模块、第二模块、第三模块和第四模块；
5.一种边框积灰对光伏发电功率损耗评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价方法，其特征在于，所述积灰浓度与光伏所受辐照度变化的量化模型的公式为：
7.根据权利要求6所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价方法，其特
8.根据权利要求7所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价方法，其特征在于，所述积灰光伏单元发电功率模型为：
9.根据权利要求8所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价方法，其特征在于，构建考虑积灰影响的光伏板发电功率模型的过程包括：
10.根据权利要求9所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价方法，其特征在于，基于所述光伏板发电功率模型计算整块光伏板的发电功率以及发电功率损耗的过程包括：
...【技术特征摘要】
1.一种边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统，其特征在于，包括：覆灰子系统和光伏发电功率损耗建模子系统；
2.根据权利要求1所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统，其特征在于，所述覆灰子系统包括：鼓风机(1)、覆灰环境模拟玻璃罩(2)、数字电子秤(3)、软测量玻璃片(4)、辐照度仪(5)和钨丝灯实验光源(6)。
3.根据权利要求2所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统，其特征在于，所述覆灰环境模拟玻璃罩(2)为半封闭状态，其中，所述覆灰环境模拟玻璃罩(2)无底座，四面玻璃密闭，玻璃罩顶部有一圆形风口。
4.根据权利要求1所述的边框积灰对光伏发电功率损耗评价系统，其特征在于，所述光伏发电功率损耗建模子系统包括：第一模块、第二模块、第三模块和第四模块；
5.一种边框积灰对...
【专利技术属性】
技术研发人员：范思远，孙会京，高涵，曹生现，孙天一，王恭，刘鹏，王啸，赵波，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。