改进的光伏组件工程数学模型建模方法

2015-09-21李善寿

电力自动化设备 2015年9期

李善寿，张兴

（1.合肥工业大学电气工程与自动化学院，安徽合肥 230009；2.安徽建筑大学智能建筑重点实验室，安徽合肥 230601）

0 引言

光伏电池及组件的数学模型是研究光伏发电系统工作特性的重要基础之一，模型的准确性是确保光伏系统分析与设计正确、可靠的前提[1]，因此研究光伏组件输出特性的建模问题对光伏发电技术具有重要的理论与实践意义。

光伏电池及组件输出特性的建模问题，一直都是光伏发电技术研究的热点。在已有的各种数学模型中，基于物理等效电路的隐含指数方程模型[2-4]精度比较高，能很好地体现出光伏电池内部的P-N结特性，但隐含方程不易求解，模型参数难以测量，不便于工程应用；基于试验数据拟合的多项式及分段多项式模型[5-6]需要大量的试验样本数据，同时环境变化时模型的泛化能力较差；从工程应用出发建立的基于光伏组件出厂参数的工程数学模型[7-10]较好地克服了前2种模型的不足，但现有工程数学模型的建模精度不高，与实测数据间存在超过6%的模型误差[8]。

为了提高光伏组件工程数学模型的建模精度，本文首先指出了现有工程模型误差较大的原因，然后通过推导不同工况下光伏组件输出特性的变化规律，分析现有工程模型建模参数选取方法存在的不足，提出相应的改进措施，并建立改进的工程数学模型。最后，通过对比仿真与试验验证所提方法的有效性、精确性。