2.3.2光伏电池输出特性的工程计算方法.ppt

* 目录 2.3 光伏阵列的建模与工程计算方法 2.3.1 光伏电池的数学模型 2.3.2 光伏电池输出特性的工程计算方法 光伏模块生产厂家只为用户提供标准测试条件下的短路电流Isc、开路电压 Uoc、最大功率点输出功率Pm、最大功率点处的电压Um和最大功率点处的电流Im 5个有限的产品参数。在光伏应用中往往需要了解光伏电池的各种工况下的特性。 对这些公式的进一步推敲就会发现： （1）这些公式属于超越方程，其求解非常困难； （2）在计算中不可避免地要涉及Isc。Isc究竟多少是 输出特性计算中不能回避的参数。 在前面介绍中指出光伏电池的输出特性可以用： 因此人们对光伏电池输出特性的工程计算方法进行了研究。工程计算方法要解决的问题就是： （1）根据有限的出厂参数在工程精度下复现过光伏  阵列在任意日照和温度条件下的输出特性； （2）输出特性的计算公式应为显式。 　 工程计算方法的思想是在保证工程精度的前提下，对以式(2-8)或式 (2-9)表达的光伏电池输出特性进行适当的简化和变换。第一步先利用厂家参数得到标准测试条件下的IL - UL特性曲线，然后再扩展到一般工况下的IL - UL特性曲线。 1.标准测试条件下输出特性的工程计算方法 2. 一般工况下输出特性的工程计算方法 1.标准测试条件下输出特性的工程计算方法 　 工程计算方法能够利用的原始数据是生产厂家提供的Isc、Uoc、Im和Um在描述一般输出特性的式（2-8）和式（2-9）中，上述参数的符号写作斜体， 因为这些参数都是随照度和温度变化的变量。这里将标准测试条件下的上述参数 写作正体，因为它们对具体型号的模块来说是常量。 首先探讨标准工况下的输出特性工程计算方法。 工程算法设计的目标就是将式（2-9）转换成（2-15）的显式形式： 式（2-15）并没有改变式（2-9）的基本函数特性，并且已经将标准工况下的ISC和UOC用了进去，那么下面的关键是两个待定系数C1、C2的求解。 在最大功率点时，由式（2-9）可得： 存在 ，这是本方法的一个关键，则可有： 由此可得包含C2和C1表达式： 在开路状态下，模块输出电流为0，输出电压为Uoc将式（2-18)带入式 (2-15)可得: 由于 ，则可解出 　　将解出的C2再带入式（2-18），就可得到完全由厂家参数表达的C1。　 在确定C1和C2之后，就可以从UL =0开始，到UL = Uoc结束，依据式 (2-15)计算一条标准测试条件下的I-U曲线。 1.标准测试条件下输出特性的工程计算方法 2. 一般工况下输出特性的工程计算方法 　　 式（2-15）描述标准照度Sref = 1000W/m2，标准温度Tref = 25℃下的特性曲线，当辐照度和参考温度发生变化而不等于参考辐照度和温度时就不再适用了，需要加以修改来描述新的特性曲线。可采用的方法是根据标准日照Sref强度和标准温度Tref下Isc、Uoc、Im和Um推算出一般工况（辐照度S和温度T)下的Isc、Uoc、Im和Um,然后就仍然可以利用式（2-15）进行非标准工况下的输出特性工程计算。 2. 一般工况下输出特性的工程计算方法 首先计算出一般工况与标准工况的温度差△T和相对辐照度差△S: △T=T-Tref (2-20) △S=S/Sref-1 (2-21) 然后按下列公式分别计算一般工况（辐射度S和温度T）下的I`sc、U`oc、I`m和U`m. *