一种太阳能光伏组件的户外测试平台及发电性能在线分析方法

摘要

本发明公开了一种太阳能光伏组件的户外测试平台及发电性能在线分析方法，包括两组光伏组件、电容组、功率电阻、充电控制电路板、蓄电池和多个单向开关；充电控制电路板包括CPU、辐照度测量模块、温度测量模块和存储模块；CPU通过控制单向开关的通断来实现两组光伏组件的切换，同时采集蓄电池电解液温度，并根据未来天气情况，执行蓄电池充电策略。本发明组件发电性能在线分析方法包括：将平台所测数据实时发送到远程控制计算机；对相同时刻的组件背板温度和组件共面辐照度进行划分；生成按温度、辐照度划分发电量的柱状图；最后生成两组件发电量的对比分析图。本发明实现了对两组太阳能光伏组件在户外复杂工作环境下的发电性能的对比评估。

主权项

一种太阳能光伏组件的户外测试平台，其特征在于，包括蓄电池、第三单向开关及与第三单向开关一端相串联的第一组太阳能光伏组件、第四单向开关及与第四单向开关一端相串联的第二组太阳能光伏组件、与蓄电池并联用于控制第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件对蓄电池进行充电的充电控制电路板、第二单向开关及与第二单向开关一端相串联的供第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件充电的电容组和第一单向开关及与第一单向开关一端相串联的供电容组放电的功率电阻；所述第二单向开关及电容组并联在充电控制电路板的两端；所述第三单向开关及第一组太阳能光伏组件并联在第二单向开关及电容组的两端；所述第四单向开关及第二组太阳能光伏组件也并联在第二单向开关及电容组的两端；所述第一单向开关及功率电阻并联在电容组的两端；所述充电控制电路板包括CPU模块、与CPU模块相连接的通信模块、用于测量当前第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件共面辐照度的辐照度测量模块、设置在第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件背板及空气中用于测量第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件背板温度及环境温度的第一温度测量模块、用于测量蓄电池电解液温度的第二温度测量模块和与CPU模块相连接的实时时钟模块及存储模块；所述存储模块用于存储测试时间、第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件的IV特性曲线数据、当前第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件共面辐照度数据、 第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件背板温度及环境温度数据；所述辐照度测量模块、第一温度测量模块及第二温度测量模块的输出端与CPU模块的输入端相连接；所述通信模块与上位机相连接；所述CPU模块通过控制第一单向开关、第二单向开关、第三单向开关和第四单向开关通断来实现第一组太阳能光伏组件与第二组太阳能光伏组件的切换测量，同时采集蓄电池的电解液温度，并根据所述上位机发来的未来天气情况，执行相应的蓄电池充电策略对蓄电池进行充电；测试平台根据上位机发来的未来天气情况，执行相应的蓄电池充电策略，蓄电池充电策略实施步骤如下：步骤(1)将各类天气划分为ABCD四个等级；其中，A：晴；B：多云转晴，晴转多云；C：多云，多云转阴，小雨，阵雨转阴；D：雷阵雨，阵雨转雷阵雨，大雨；步骤(2)根据前一年的气象站数据，和第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件背板温度计算出各类天气下的平均辐照度和第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件背板的平均温度；步骤(3)由各类天气下的平均辐照度和第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件背板温度，估算出每个第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件在各类天气下的发电量；然后根据所述上位机发送的未来一周天气情况，可计算出未来一周第 一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件对蓄电池的可充容量N；步骤(4)通过测量所述蓄电池的开路电压，估算出蓄电池的剩余容量，定义蓄电池的总容量与当前容量之差为M；步骤(5)根据不同的N和M值执行不同的蓄电池充电策略，策略如下：步骤1.若N<M,控制当前第一组太阳能光伏组件及第二组太阳能光伏组件工作在最大输出功率点处，输出最大功率；蓄电池以电流I＝0.1C恒流充电，同步采集电解液的温度T，若T>40℃则停止充电，否则继续充电；步骤2.若M<N<2M,a.90Ah>M>＝60Aha1.M在70Ah和90Ah之间，蓄电池以恒定电流I＝0.08C充电；a2.M在60Ah和70Ah之间，蓄电池以额定电压充电；b.60Ah>M>＝30Ahb1.M在40Ah和60Ah之间，蓄电池以恒定电流I＝0.05C充电；b2.M在30Ah和40Ah之间，蓄电池以额定电压充电；c.30Ah>M>＝5Ahc1.M在25Ah和30Ah之间，蓄电池以恒定电流I＝0.05C充电；c2.M在15Ah和25Ah之间，蓄电池以恒定电流I＝0.03C充电；c3.M在5Ah和15Ah之间，蓄电池以额定电压充电；d.M在0Ah和5Ah之间，则蓄电池以浮充电压进行浮充；步骤3.若N>2M,则3.1.蓄电池以恒定电流I＝0.03C充电，使蓄电池容量增加10％M；3.2.蓄电池以恒定电流I＝0.08C充电，使蓄电池容量增加30％M；3.3.蓄电池以额定电压充电，使蓄电池容量增加30％M；3.4.蓄电池以恒定电流I＝0.03C充电，使蓄电池容量增加20％M；3.5.蓄电池以浮充电压进行浮充。