專(zhuān)利名稱(chēng)：光伏電池選用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明屬于光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種光伏電池選用方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能源資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)力。光伏發(fā)電的主要瓶頸問(wèn)題為光伏電池壽命短以及光電轉(zhuǎn)化效率低問(wèn)題，這些問(wèn)題導(dǎo)致光伏電池投資與收益不符。光伏電池(包括光伏單體及光伏組件)伏安特性差異過(guò)大是光伏電池壽命短的一個(gè)原因。光伏電池伏安特性差異過(guò)大，直接導(dǎo)致光伏電池并聯(lián)工作時(shí)各并聯(lián)支路電流值差異過(guò)大，從而使各并聯(lián)支路上光伏電池溫升不同，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年積累最終影響光伏電池的壽命。而光伏電池伏安特性差異過(guò)大產(chǎn)生的另一個(gè)結(jié)果是各個(gè)光伏電池獲取最大功率時(shí)，其端電壓值相差過(guò)大。因此，在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)等光伏應(yīng)用場(chǎng)合使用最大功率跟蹤獲得最大功率時(shí)，并聯(lián)的各個(gè)光伏電池?zé)o法同時(shí)獲得最大功率，使得原本不高的光電轉(zhuǎn)化率近一步損失，降低了光伏電池的效能利用率。當(dāng)前光伏組件企業(yè)生產(chǎn)工藝大都包含光伏單體及光伏組件檢測(cè)分類(lèi)步驟。其目的是提高串并聯(lián)光伏電池伏安特性一致性，其方法一般采用最大功率分類(lèi)或是開(kāi)路電壓短路電流單點(diǎn)分類(lèi)方法，最大功率分類(lèi)方法是各方法中應(yīng)用最為廣泛的分類(lèi)方法，其基本思路是將最大功率相差不大的光伏電池歸為可串并聯(lián)的光伏電池。但是最大功率區(qū)分只是對(duì)最大功率這個(gè)參數(shù)的區(qū)分，即使光伏電池最大功率參數(shù)完全一樣，其伏安特性曲線也有可能有較大差異。而伏安特性差異過(guò)大，一方面使并聯(lián)光伏電池支路電流差異過(guò)大，導(dǎo)致光伏陣列各并聯(lián)支路工作溫度長(zhǎng)期不一致；另一方面使各光伏電池取得最大功率時(shí)的端電壓值差異過(guò)大，導(dǎo)致光伏電池的效能不能完全發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種Lagrange分線性插值方法與最小二乘法相結(jié)合的光伏電池選取方法，使所選取的光伏電池伏安特性差異小于未經(jīng)選用的光伏電池或使用最大功率方法選擇的光伏電池特性差異。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種光伏電池選用方法，實(shí)施該方法的光伏電池選用系統(tǒng)由光伏電池，線性受控電壓源，電流傳感器，電壓傳感器，液晶顯示屏及單片機(jī)組成，光伏電池的工作端與電流傳感器和線性受控電壓源相連，電流傳感器與單片機(jī)、線性受控電壓源相連，光伏電池、線性受控電壓源之間以及電流傳感器、線性受控電壓源之間并聯(lián)有電壓傳感器，電壓傳感器與單片機(jī)相連，單片機(jī)與線性受控電壓源相連，單片機(jī)和液晶顯示屏雙向連接，系統(tǒng)中線性受控電壓源控制光伏電池工作端電壓，電流電壓傳感器分別測(cè)量光伏電池的端電流與輸出電壓，單片機(jī)接受來(lái)自電流電壓傳感器的測(cè)量信號(hào)，并控制線性受控電壓源電壓值及液晶顯示。由選用系統(tǒng)進(jìn)行光伏電池的選擇。
光伏電池選用方法包括以下步驟(1)設(shè)定一光伏電池作為標(biāo)準(zhǔn)電池并接入光伏電池選用系統(tǒng)，調(diào)整受控線性電壓源為Vmin-Vmax之間均勻分布的50個(gè)電壓值，檢測(cè)相應(yīng)電壓值下光伏電池輸入電流值，并將電壓電流值存儲(chǔ)為標(biāo)準(zhǔn)信息。根據(jù)存儲(chǔ)信息使用Lagrange分段線插值的方法求出標(biāo)準(zhǔn)光伏組件伏安特性的近似函數(shù)。由實(shí)驗(yàn)求得的Vmin與Vmax，為光伏電池正常運(yùn)行狀態(tài)下端電壓的最小值與最大值。(2)將待選用光伏電池代替標(biāo)準(zhǔn)光伏電池接入選用系統(tǒng)，調(diào)整受控線性電壓源使待選用光伏電池分別工作在Vmin-Vmax之間均勻分布的20個(gè)電壓值Vi下，并測(cè)量光伏電池相應(yīng)輸出電流Ii。(3)將上述20個(gè)電壓值代入(1)步驟中獲得的標(biāo)準(zhǔn)光伏電池近似函數(shù)，可獲得標(biāo)準(zhǔn)光伏電池在該20個(gè)電壓值Vi下工作時(shí)電流值Is(Vi)。(4) Ii與Is(Vi)再通過(guò)最小二乘法得到綜合偏差衡量值Bias。根據(jù)Bias量即可判斷出光伏電池與標(biāo)準(zhǔn)電池的伏安特性不一致程度。將允許串并聯(lián)的最大不一致衡量值作為可串并聯(lián)工作的衡量標(biāo)準(zhǔn)，若某光伏電池與標(biāo)準(zhǔn)電池的不一致衡量值小于設(shè)定值，則稱(chēng)其可與由標(biāo)準(zhǔn)光伏電池選用出的光伏電池進(jìn)行串并聯(lián)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提出的Lagrange分段線性插值方法及最小二乘法相結(jié)合的光伏電池選用方法，可使得光伏電池并聯(lián)使用時(shí)，并聯(lián)各支路電流差異值減小。有利于光伏陣列中各光伏電池長(zhǎng)期穩(wěn)定一致的工作，提高光伏陣列的使用壽命。同時(shí)可使選用出的光伏電池獲得最大功率時(shí)的端電壓值更為接近，更有利于光伏陣列效能發(fā)揮。


圖1是光伏電池選用系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示，選用系統(tǒng)中線性受控電壓源控制光伏電池工作端電壓，電流電壓傳感器分別測(cè)量光伏電池的端電流與端電壓，單片機(jī)接受電流傳感器及電壓傳感器信號(hào)，并控制線性受控電壓源電壓值及液晶顯示。選用系統(tǒng)工作時(shí)，先接入標(biāo)準(zhǔn)光伏電池，由單片機(jī)控制受控線性電壓源輸出不同的電壓值，電壓電流傳感器分別采集光伏電池的端電壓與端電流并存儲(chǔ)至單片機(jī)中。利用儲(chǔ)存電壓電流值獲得標(biāo)準(zhǔn)光伏電池伏安特性曲線的Lagrange 分段線性近似函數(shù)。然后用待測(cè)光伏電池代替標(biāo)準(zhǔn)光伏電池接入選用系統(tǒng)，測(cè)得待測(cè)光伏電池多點(diǎn)端電壓電流值Vi，Ii，將這些電流值代入近似函數(shù)求得標(biāo)準(zhǔn)光伏電池在待測(cè)電池測(cè)量電壓處的近似電流值Is (Vi)。Ii與Is(Vi)的最小二乘結(jié)果即可用于該待測(cè)光伏電池與標(biāo)準(zhǔn)光伏電池的伏安特性差異比較。具體實(shí)施步驟如下(1)設(shè)定一光伏電池作為標(biāo)準(zhǔn)光伏電池，并接入圖1所示測(cè)量電路，調(diào)整受控線性電壓源為Vmin-Vmax之間均勻分布的50個(gè)電壓值，并檢測(cè)相應(yīng)電壓值下輸入電流值，并將電壓電流值存儲(chǔ)為標(biāo)準(zhǔn)信息。由實(shí)驗(yàn)求得的Vmin與Vmax為光伏電池正常運(yùn)行狀態(tài)下端電壓的最小值與最大值。使用Vjs，Ijs(’ s’表示標(biāo)準(zhǔn)含義)表示標(biāo)準(zhǔn)光伏電池電壓電流值。利用Lagrange分段線插值的方法求出標(biāo)準(zhǔn)光伏組件伏安特性的近似函數(shù)。 V-VV.-K.n
權(quán)利要求
1. 一種光伏電池選用方法，實(shí)施該方法的光伏電池選用系統(tǒng)由光伏電池，線性受控電壓源，電流傳感器，電壓傳感器，液晶顯示屏及單片機(jī)組成，光伏電池的工作端與電流傳感器和線性受控電壓源相連，電流傳感器與單片機(jī)、線性受控電壓源相連，光伏電池、線性受控電壓源之間以及電流傳感器、線性受控電壓源之間并聯(lián)有電壓傳感器，電壓傳感器與單片機(jī)相連，單片機(jī)與線性受控電壓源相連，單片機(jī)和液晶顯示屏雙向連接，其特征在于，該方法為1)設(shè)定一光伏電池作為標(biāo)準(zhǔn)電池并接入光伏電池選用系統(tǒng)，調(diào)整受控線性電壓源為 Vmin-Vmax之間均勻分布的50個(gè)電壓值，檢測(cè)相應(yīng)電壓值下光伏電池輸入電流值，并將電壓電流值存儲(chǔ)為標(biāo)準(zhǔn)信息，根據(jù)存儲(chǔ)信息使用Lagrange分段線插值的方法求出標(biāo)準(zhǔn)光伏組件伏安特性的近似函數(shù)，所述Vmin與Vmax為光伏電池正常運(yùn)行狀態(tài)下端電壓的最小值與最大值；2)將待選用光伏電池代替標(biāo)準(zhǔn)光伏電池接入選用系統(tǒng)，調(diào)整受控線性電壓源使待選用光伏電池分別工作在Vmin-Vmax之間均勻分布的20個(gè)電壓值Vi下，并測(cè)量光伏電池相應(yīng)輸出電流Ii ；3)將上述20個(gè)電壓值代入步驟1)中獲得的標(biāo)準(zhǔn)光伏電池近似函數(shù)，可獲得標(biāo)準(zhǔn)光伏電池在該20個(gè)電壓值Vi下工作時(shí)電流值Is(Vi)；4)Ii與Is (Vi)再通過(guò)最小二乘法得到綜合偏差衡量值Bias，根據(jù)Bias判斷出光伏電池與標(biāo)準(zhǔn)電池的伏安特性不一致程度，將允許串并聯(lián)的最大不一致衡量值作為可串并聯(lián)工作的衡量標(biāo)準(zhǔn)，若某光伏電池與標(biāo)準(zhǔn)電池的不一致衡量值小于設(shè)定值，則稱(chēng)其能與由標(biāo)準(zhǔn)光伏電池選用出的光伏電池進(jìn)行串并聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光伏電池選用方法，實(shí)施該方法的光伏電池選用系統(tǒng)由光伏電池，線性受控電壓源，電流傳感器，電壓傳感器，液晶顯示屏及單片機(jī)組成，光伏電池的工作端與電流傳感器和線性受控電壓源相連，電流傳感器與單片機(jī)、線性受控電壓源相連，光伏電池、線性受控電壓源之間以及電流傳感器、線性受控電壓源之間并聯(lián)有電壓傳感器，電壓傳感器與單片機(jī)相連，單片機(jī)與線性受控電壓源相連，單片機(jī)和液晶顯示屏雙向連接，本發(fā)明可使得光伏電池并聯(lián)使用時(shí)，并聯(lián)各支路電流差異值減小，有利于光伏陣列中各光伏電池長(zhǎng)期穩(wěn)定一致的工作，提高光伏陣列的使用壽命。
文檔編號(hào)B07C5/344GK102247954SQ20111015566
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者周賢正, 羅安, 榮飛, 謝三軍, 陳燕東 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)