一種光伏匯流箱電流采集通道溫度漂移系數的校準方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及信號測量領域，具體是一種光伏匯流箱電流采集通道溫度漂移系數的 校準方法。
【背景技術】
[0002] 隨著傳統的能源一天天地減少，工業生產及人民生活面臨資源逐漸匱乏的窘迫， 急需充沛且干凈的能源取代傳統能源。而太陽能的優勢逐漸被人們所知，全球范圍正在全 力開發太陽能，于是可以看出，太陽能光伏產業的發展前景無限光明，且其在能源領域重要 的戰略地位得到充分肯定，因此光伏匯流箱的市場需求也必將越來越大，而由此對匯流箱 的采集效率也提出了較高的要求，本專利正是致力于溫度對匯流箱采集效率的影響創新研 究。
[0003] 在許多儀器儀表中普遍存在著溫度漂移現象，它對儀器的精度會造成一定的影 響，對精度要求較高的設備，甚至會導致其不能正常工作。所以溫度漂移是一個急需解決的 問題，那么什么是溫度漂移呢？溫度漂移指的是因溫度變化所導致的輸出變化。
[0004] 由于國外對光伏匯流箱溫度漂移領域的研究基本處于空白期，以此難以借鑒前人 的技術優勢解決當前存在的問題，同時，國內對于溫度干擾下高精度光伏匯流箱的研究起 步較晚，已有的產品基本沒有基于溫度補償的，且溫度檢測元件存在較少，精度較低，導致 測試誤差較大，難以滿足實際不同溫度下的測量要求。
[0005] 而本專利正是研究溫度對匯流箱采集效率的影響，通過在匯流箱機殼的不同位置 分別安裝溫度傳感器，通過加權平均的方法獲得匯流箱的總體溫度值，找出多組溫度值和 電流值數據，然后通過牛頓插值建立電流隨溫度變化的表達式，最后通過溫度解析對實測 溫度值進行補償，得到更為精準的電流采集值，從而最大可能減小溫度對光伏匯流箱的數 據采集影響。
[0006] 由于牛頓插值能更精確地得到電流隨溫度變化的曲線，又能很大程度保證所有的 采集數據的完整性，因此，本專利采用牛頓插值方法建立方程式，同時，本專利為了找出匯 流箱在正常工作時的參考溫度值及參考電流值，采用了對表達式求極值、直線擬合及微分 中值定理的方法，這也為后續對電流進行補償提供了可靠的標準。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是為了針對現有技術存在的不足，提供了一種具備完整性、可靠性 更強、精度更高的溫度漂移系數的校準方法。
[0008] 本發明提出的解決方案為：通過對實時溫度加權平均獲取匯流箱的溫度采集值 T，在采樣間隔S下找出H個溫度采集值，同時可得H個電流值采集值I，采用牛頓插值建 立電流隨溫度變化的表達式I =Nh i (T)，求極值得到（H-2)個極值點，相鄰極值點間共建立 (H-3)條曲線，對曲線分段直線擬合尋求斜率最小直線對應的曲線L 1，對該曲線采用積分中 值定理求出參考電流采集值I。與對區間求中值得到參考溫度采集值T。，同樣采用牛頓插值 建立電流增量隨溫度增量變化的校準表達式A I =Nhi( A T)，由實測溫度采集值Tm得到實 測溫度增量A TM，代入校準表達式求出實測電流增量A IM，建立補償公式即可得到補償后 的電流值Ic。
[0009] 本發明提出的一種光伏匯流箱電流采集通道溫度漂移系數的校準方法包括以下 步驟：
[0010] 步驟一：將匯流箱殼體表面平均分成六份，得到六份面積相等的矩形，并在對應的 矩形中央固定六個溫度傳感器，對每個溫度傳感器進行n次溫度測量，取算術平均值得到 每個溫度傳感器的溫度值石，具體公式為
[0012] 式中Xq代表n次測量中每個溫度傳感器的實時溫度值；
[0013] 步驟二：對采集得到的溫度值f進行加權平均計算，獲取匯流箱的總體溫度值，記 為溫度采集值T，具體公式為
[0017] 步驟三：根據溫度采集值，在采樣間隔S下找出H個不同環境溫度下的溫度采集 值T1, T"，…，Tk，…，Th，同時獲取不同溫度采集值時的電流值采集值I，即I 1, 1"，…，IH， 采用牛頓插值的方法建立電流隨溫度變化的表達式I =Nhi(T)，具體公式為
[0019]其中，a。= Ip a:、a2、&3分別為Nh AT)的一階差商、二階差商、三階差商；
[0020] 步驟四：對表達式I =Nh丨(T)求極值，得到H-2個極值點A1, A2，…，Ah2，每相鄰 極值點之間建立一條曲線，于是得到H-3條曲線L1, L2，…，Lh3，利用最小二乘法對H-3條 曲線分別進行直線擬合，找出其中斜率最小的直線對應的曲線L 1:y = kj+c，建立如下的積 分公式
[0022] 其中F1為曲線L在（T k，Tk+1)上的積分值，易知，第i個極值點即為第i+1個溫度 采集值點，那么k = i+1，且2彡i彡H-1，采用積分中值定理及對區間求中值得到參考電流 采集值Ic與參考溫度采集值T。，具體公式為
[0024] 步驟五：利用參考溫度采集值T。與參考電流采集值I。，采用牛頓插值的方法建立 電流增量隨溫度增量變化的校準表達式A I =Nh i ( A T)，具體公式為
[0026] 其中，b。= A I p 別為Nh JAT)的一階差商、二階差商、三階差商，且
[0027] AT1=TVTtpAT11=T 11-TtpATm=T111-T0,......
[0028] 對應溫度增量下的電流增量，具體公式為
[0029] AI1=IfItPAI11=I 11-ItPAIm=I111-I0,......;
[0030] 步驟六：根據匯流箱實測溫度采集值TM，求出Tm相對于參考參考溫度采集值T。的 實測溫度增量A Tm= T M-T。，將ATm代入校準表達式Al =Nhi(AT),即可求出對應實測溫 度采集值下的實測電流增量A Im= N 4 ( A Tm)，建立補償公式
[0031] Ic= I AIm
[0032] 其中，、代表補償后的電流值，Im代表實測電流采集值，至此，已完成對光伏匯流 箱電流采集通道溫度漂移系數的校準工作。
[0033] 所述的方法，步驟一中所述六份面積相等的矩形的求取過程，定義匯流箱的殼體 表面為一個矩形，將矩形的長分為三等份，得到兩個三等分點，過這兩點作直線11和12垂 直于矩形的長，將矩形的寬分為二等份，得到寬的中點，過中點作直線13垂直于矩形的寬， 于是通過直線11、12及13即將匯流箱的殼體表面分為六份面積相等的矩形。
[0034] 所述的方法，步驟一中所述Nh JT)的差商的求取過程，類似于I1, 1"，…，、的X 階差商的計算公式為
[0038] 同理，可求出a2, &3的表達式，同時可以求出步驟五中的差商b pbpbpby
[0039] 本發明一種光伏匯流箱電流采集通道溫度漂移系數的校準方法，具備完整性、可 靠性更強、精度更高等特點，采用牛頓插值建立表達式能最大程度地接近電流隨溫度變化 的特性，保證了數據的完整性，同時通過找極值、建立曲線段、采用積分中值定理能夠更精 確地得到參考溫度值及參考電流值，從而更準確地對電流進行補償。
【附圖說明】
[0040] 圖1是本發明處理流程的原理框圖；
[0041] 圖2是本發明實現光伏匯流箱電流采集通道溫度漂移系數的校準方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0042] 本發明提出了一種光伏匯流箱電流采集通道溫度漂移系數的校準方法。以下結合 附圖作詳細說明：
[0043] 本實施例的處理流程的原理框圖如圖1所示，單個溫度傳感器通過多次測量取算 術平均值得到實時溫度值，對每個溫度傳感器的實時溫度進行加權平均獲得溫度采集值T， 在采樣間隔S下一共進行H組采集，可得H組溫度和電流的數據，采用牛頓插值的方法于 是可以得到關于T的（H-I)次電流隨溫度變化的表達式I =Nhi(T),對表達式進行溫度解 析，可得到參考溫度值和參考電流值，具體為：首先對表達式I =Nhi(T)求極值，得到（H-2) 個極值點，每相鄰極值點之間建立一條曲線，那么共有（H-3)條曲線，為了尋找水平度最高 的曲線，我們對每條曲線進行分段直線擬合，找出直線擬合后斜率最小的直線，于是，該直 線對應的曲線即為所要求的曲線，然后，在該曲線的兩個極值點之間對曲線求積分，根據積 分中值定理可得參考電流值'根據對區間求中值可到參考溫度值T。，最后根據參考電流 值和參考溫度值建立電流增量對溫度增量變化的校準表達式A I =Nhi(