利用多層感知機(jī)和I-V特性的光伏組件建模方法

余輝， 陳志聰， 鄭巧， 吳麗君， 程樹(shù)英， 林培杰

(福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院， 微納器件與太陽(yáng)能電池研究所， 福建 福州 350108)

0 引言

近幾十年來(lái)， 太陽(yáng)能在全球經(jīng)歷了指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)， 其中光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能最普遍的方式[1]. 可靠、 準(zhǔn)確的直流側(cè)光伏組件建模對(duì)于優(yōu)化整個(gè)光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和評(píng)估非常重要[2]. 作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心， 光伏面板通常工作在復(fù)雜、 嚴(yán)峻的室外環(huán)境中， 在長(zhǎng)期運(yùn)行的情況下， 必然會(huì)導(dǎo)致光伏組件的性能下降. 常規(guī)的基于標(biāo)稱數(shù)據(jù)的光伏建模方法， 難以對(duì)實(shí)際工況下的光伏組件進(jìn)行精確可靠的建模. 所以， 研究基于實(shí)際工作條件下光伏組件電流-電壓(I-V)特性的建模方法具有重要的實(shí)際意義. 基于I-V特性的光伏建模方法通常包括基于等效電路的數(shù)學(xué)建模方法和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的回歸建模方法[3]兩種.

光伏建模的數(shù)學(xué)方法需要搭建光伏組件的等效電路， 然后識(shí)別電路參數(shù)以及這些參數(shù)與環(huán)境條件(例如輻照度、 溫度等)之間的關(guān)系. 光伏陣列基本上由串聯(lián)/并聯(lián)的太陽(yáng)能電池組成， 并且太陽(yáng)能電池實(shí)際上是將光轉(zhuǎn)換為電流的光電二極管[4]. 因此， 基于等效電路的模型至少包含一個(gè)二極管和一個(gè)電流源. 根據(jù)二極管和寄生參數(shù)數(shù)量， 通常有單二極管五參數(shù)模型， 雙二極管七參數(shù)模型和三二極管九參數(shù)模型[1, 5-6]. 這些方法識(shí)別出的參數(shù)對(duì)測(cè)量噪聲非常敏感， 高度依賴現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的I-V曲線的質(zhì)量， 并且這些參數(shù)識(shí)別……