老師您好！PVsyst軟件里面關(guān)于弱光性能參數(shù)串聯(lián)電阻Rs、并聯(lián)電阻Rsh的默認(rèn)值是如何確定的呢？
回答這個(gè)問題，需要根據(jù)PVsyst軟件光伏組件的單二極管模型，了解5參數(shù)的提取方法及軟件對于弱光性能參數(shù)Rsh和Rs的計(jì)算邏輯。
目前文獻(xiàn)中提到的電池組件模型一般基于光伏電池的物理特性建立等效電路，常用的有單二極管模型和雙二極管光伏電池模型，單二極管模型又分為4參數(shù)、5參數(shù)以及7參數(shù)模型等，其中4參數(shù)模型是假設(shè)并聯(lián)電阻為無窮大，而忽略了并聯(lián)電阻，模型只包含光生電流Iph、二極管反向飽和電流Io、串聯(lián)電阻Rs、二極管理想因子Gamma這4個(gè)參數(shù)，故精度有限；5參數(shù)模型是在4參數(shù)的基礎(chǔ)上添加了并聯(lián)電阻，精度略高。
雙二極管模型是目前較全面表征光伏電池特性的模型，它在單二極管模型的基礎(chǔ)上增加一個(gè)二極管，用來表征載流子在耗盡區(qū)的復(fù)合損失，但其所需要求解的參數(shù)為七個(gè)甚至更多，復(fù)雜程度有所增加，求解時(shí)間也需要更長，故光伏研究人員使用雙二極管模型進(jìn)行系統(tǒng)建模與工程應(yīng)用的并不多。綜合考慮參數(shù)個(gè)數(shù)以及預(yù)測精度，五參數(shù)單二極管模型是當(dāng)今應(yīng)用最為廣泛的，PVsyst軟件所使用的也是基于5參數(shù)的單二極管模型。
5參數(shù)光伏電池單二極管等效電路如圖1所示，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，光伏電池電壓和電流之間關(guān)系的表達(dá)式參考式（1）。
圖1 光伏單二極管模型
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（1）
Uth為熱電壓，其公式
式（1）的相關(guān)參數(shù)含義如下：
I和 V分別是光伏組件的輸出電流值和電壓值，Iph是光生電流，Io是二極管的反向飽和電流，Rs是串聯(lián)電阻，Rsh是并聯(lián)電阻，n1是理想因子，Ns 是串聯(lián)電池的數(shù)目，T 是電池溫度（單位為 K ），q 是電子電荷，k為玻爾茲曼常數(shù)。
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很明顯，I-V特性表達(dá)式（1）是一個(gè)超越方程，需要通過數(shù)值分析的方法求解，但數(shù)值分析方法對初值比較敏感，需要事先確定初值來求解這5個(gè)未知參數(shù)。
由于5參數(shù)有3個(gè)是跟電池溫度和輻照度有關(guān)，確定也非常困難，故并不在光伏組件廠提供的技術(shù)參數(shù)之列。目前光伏組件廠商能提供的技術(shù)參數(shù)通常為STC條件下的值，包括短路電流、開路電壓、最大功率點(diǎn)電壓、最大功率點(diǎn)電流、開路電壓溫度系數(shù)、短路電流溫度系數(shù)和功率溫度系數(shù)。在5參數(shù)模型建立過程中，我們可以利用這些廠商給定的初值建立適合于光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程用數(shù)學(xué)模型，來模擬光伏發(fā)電輸出和I-V輸出特性。
2.標(biāo)準(zhǔn)工況下PVsyst單二極管模型5參數(shù)的確定
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確定STC下的5 參數(shù)，需要知道在光伏組件的短路電流、開路電壓，最大功率點(diǎn)電流，最大功率點(diǎn)電壓和光伏電池I-V特性曲線中在短路電流點(diǎn)處的斜率。I-V 特性曲線在短路電流點(diǎn)處的斜率通常廠商不直接提供，但可以從廠商提供的標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的I-V 特性曲線中計(jì)算得到并聯(lián)電阻值Rsh（Gref），如圖2所示。
如果廠商不提供標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的 I-V 曲線，我們可以考慮用 4 參數(shù)模型，或者短路電流點(diǎn)和最大功率點(diǎn)間的斜率以得到一個(gè)估算斜率，即使用5*Vmpp/(Isc-Impp) 計(jì)算Rsh（Gref），這個(gè)值是PVsyst的默認(rèn)值（而實(shí)際計(jì)算和軟件給出的值約有幾歐姆的差異）。
由于在PVsyst模型當(dāng)中，并聯(lián)電阻相對于串聯(lián)電阻來說對光伏電池弱光的影響甚微，因此并聯(lián)電阻值精確性要求不太高。
圖2?I-V曲線中Rsh（Gref）的計(jì)算
根據(jù)光伏電池廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的三個(gè)特殊點(diǎn)實(shí)測數(shù)據(jù)(0，Isc)， ?(Vmp，Imp)， (Voc，0) ?，代入式（1），可得到含光伏組件模型參數(shù)的非線性方程組，如下所示：
Rsh（Gref）確定后，將剩余4個(gè)未知參數(shù)，只要有1個(gè)參數(shù)是確定的，其余的3個(gè)參數(shù)就可通過上述三個(gè)方程進(jìn)行求解。由于組件串聯(lián)電阻值Rs受溫度的影響比較小，可通過確定Rs值來計(jì)算其余參數(shù)。
從PVsyst用戶手冊可查詢到Rs的確定方法：在低輻照度200W/m2時(shí)，組件轉(zhuǎn)換效率與STC轉(zhuǎn)換效率相比下降3%。
解答：如圖3所示，I-V曲線需要通過給定的三個(gè)初值，但是Rs存在一個(gè)取值范圍，在0和RSmax之間。根據(jù)PV手冊，Rsmax主要受到Rsh、Vm與VOC比值的影響。
如圖4所示，當(dāng)Rsh在0與1500Ω范圍內(nèi)變化，Rsmax從0.30Ω增加至0.36Ω左右，當(dāng)Rsh超過1500Ω以后，Rsmax增幅有限，維持在0.37附近。故Rsh對Rsmax的影響存在一個(gè)拐點(diǎn)。Rsh取值不一定要非常高，超過拐點(diǎn)對Rsmax的影響特別小。
圖4?Rsmax隨Rsh值的變化關(guān)系
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圖5為Rsmax隨Vm/VOC比值的變化關(guān)系，當(dāng)該比值增加后，Rsmax呈現(xiàn)線性下降趨勢。?也就是說Vm不變的情況下，VOC的增加對Rsmax的增加是有利的。從圖4與圖5的比較來看，Vm與VOC比值對Rsmax的影響較大。
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圖5 Rsmax隨Vm/VOC比值的變化關(guān)系
參考：PVsyst help手冊
