一种硅太阳能电池阵列的故障检测方法

专利类型：发明专利

语言：中文

申请号：CN201610599612.6

申请日：20160727

发明人：郭珂伍敏戴博伟黄恩芳

申请人：重庆大学

申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号

公开日：20180403

公开号：CN105978486B

代理人：赵荣之

代理机构：北京同恒源知识产权代理有限公司 11275

摘　　要：本发明公开了一种硅太阳能电池阵列的故障检测方法，具体包括以下步骤：S1采集太阳能电池阵列的温度以及辐照度，得到太阳能电池阵列在该条件下的I?V输出特性关系；S2根据得到的I?V输出特性关系式，利用基于I?V输出特性的实际串联等效电阻计算式，计算出太阳能电池组件的实际串联等效电阻R_S1，通过基于环境参数的参考串联等效电阻计算式，计算出太阳能电池组件的参考串联等效电阻R_S；S3根据实际串联等效电阻R_S1与参考串联等效电阻R_S之间的比值得到K；S4根据K值大小判别太阳能电池阵列故障、电池组件老化或被遮挡的严重程度。本发明综合考虑了温度，辐照度，输出电压、电流参数，提高了判别的精确度，并且能定位故障点的位置。

主权项：一种硅太阳能电池阵列的故障检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1采集太阳能电池阵列的温度以及辐照度，得到太阳能电池阵列在对应温度以及辐射照度条件下的I?V输出特性关系式；S2将太阳能电池阵列在正常工作时的I?V输出特性关系式作为标准I?V输出关系式，将检测到的组件间的电压值代入到所述标准I?V输出关系式中得到计算电流值，在每条支路上串接一个电流传感器检测支路电流；若电流传感器测得的电流值明显小于所述计算电流值，则该支路为故障支路；若电流传感器检测到的电流值为零，则该支路故障为断路故障；S3根据得到的I?V输出特性关系式，利用基于I?V输出特性的实际串联等效电阻计算式，计算出太阳能电池组件的实际串联等效电阻R_s1，通过基于环境参数的参考串联等效电阻计算式，计算出太阳能电池组件的参考串联等效电阻R_s；S4根据实际串联等效电阻R_s1与参考串联等效电阻R_s之间的比值得到K；S5根据K值大小判别太阳能电池阵列故障、电池组件老化或被遮挡的严重程度，K值越大遮挡或者老化程度越严重；步骤S3中基于I?V输出特性的实际串联等效电阻计算式为：R_S1＝[ln((I_L?(I+K₁I))I_o+1)·V_T?V]/IN????(4) $I_{L} = \frac{G}{G_{r e f}} \cdot (1 + α_{1} (T - T_{r e f})) \cdot I_{S C} - - - (5)$ $I_{o} = {(\frac{T}{T_{r e f}})}^{3} \cdot β_{1} - - - (6)$ 其中，R_S1为实际串联等效电阻，I_L为光生电流，I表示输出电流，V表示输出电压，K₁为拟合系数，I_o为等效二极管反向饱和电流，V_T＝N·(Tk/q)，N为输出电压V值所对应的串联电池组件个数，k表示波尔兹曼常数，q表示电子电荷，G表示辐照度，G_ref表示参考辐照度，T表示电池温度，T_ref表示参考电池温度，α₁为温度补偿系数，I_SC为太阳能电池短路电流，β₁为简化合并后的系数；基于环境参数的参考串联等效电阻计算式为：R_S＝(α·T+β·G)/N???????(7)其中，R_S为参考串联等效电阻，α是温度系数，β是辐照度系数。

关键词：太阳能电池阵列;参考串联;输出特性;实际串联;太阳能电池组件;故障检测方法;电阻计算式;辐照;采集;公开;电流;电压;提高;遮挡;老化;判别;得到;包括;具体;严重;

法律状态：

IPC专利分类号：H02S50/10(2014.01)I