老師您好！PVsyst軟件里面關于弱光性能參數(shù)串聯(lián)電阻Rs、并聯(lián)電阻Rsh的默認值是如何確定的呢？
回答這個問題，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的計算邏輯。
目前文獻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個參數(shù)，故精度有限；5參數(shù)模型是在4參數(shù)的基礎上添加了并聯(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上增加一個二極管，用來表征載流子在耗盡區(qū)的復合損失，但其所需要求解的參數(shù)為七個甚至更多，復雜程度有所增加，求解時間也需要更長，故光伏研究人員使用雙二極管模型進行系統(tǒng)建模與工程應用的并不多。綜合考慮參數(shù)個數(shù)以及預測精度，五參數(shù)單二極管模型是當今應用最為廣泛的，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)相關文獻，光伏電池電壓和電流之間關系的表達式參考式（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特性表達式（1）是一個超越方程，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個未知參數(shù)。
由于5參數(shù)有3個是跟電池溫度和輻照度有關，確定也非常困難，故并不在光伏組件廠提供的技術參數(shù)之列。目前光伏組件廠商能提供的技術參數(shù)通常為STC條件下的值，包括短路電流、開路電壓、最大功率點電壓、最大功率點電流、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)設計的工程用數(shù)學模型，來模擬光伏發(fā)電輸出和I-V輸出特性。
2.標準工況下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，最大功率點電流，最大功率點電壓和光伏電池I-V特性曲線中在短路電流點處的斜率。I-V 特性曲線在短路電流點處的斜率通常廠商不直接提供，但可以從廠商提供的標準測試條件下的I-V 特性曲線中計算得到并聯(lián)電阻值Rsh（Gref），如圖2所示。
如果廠商不提供標準測試條件下的 I-V 曲線，我們可以考慮用 4 參數(shù)模型，或者短路電流點和最大功率點間的斜率以得到一個估算斜率，即使用5*Vmpp/(Isc-Impp) 計算Rsh（Gref），這個值是PVsyst的默認值（而實際計算和軟件給出的值約有幾歐姆的差異）。
由于在PVsyst模型當中，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。
根據(jù)光伏電池廠家提供的標準測試條件下的三個特殊點實測數(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個未知參數(shù)，只要有1個參數(shù)是確定的，其余的3個參數(shù)就可通過上述三個方程進行求解。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，組件轉換效率與STC轉換效率相比下降3%。
解答：如圖3所示，I-V曲線需要通過給定的三個初值，但是Rs存在一個取值范圍，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Rsh在0與1500Ω范圍內變化，Rsmax從0.30Ω增加至0.36Ω左右，當Rsh超過1500Ω以后，Rsmax增幅有限，維持在0.37附近。故Rsh對Rsmax的影響存在一個拐點。Rsh取值不一定要非常高，超過拐點對Rsmax的影響特別小。
圖4?Rsmax隨Rsh值的變化關系
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圖5為Rsmax隨Vm/VOC比值的變化關系，當該比值增加后，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比值的變化關系
參考：PVsyst help手冊
