一种直接且物理透明的迭代框架用于求解四二极管光伏模型：高效参数提取与准确预测性能

《Journal of Computational Electronics》：A direct and physically transparent iterative framework for solving the four-diode photovoltaic model: efficient parameter extraction and accurate prediction performance

　　**摘要**四二极管模型（FDM）能够实现高精度光伏特性表征，但其在求解隐式电流-电压关系时面临数值计算挑战。本文对最新的迭代Lambert *W* 函数（ILWF）方法进行了改进，提出了一种直接且具有物理透明性的迭代框架。首先，用具有物理意义的初始电流猜测值 *I*_init 替代了ILWF中的无量纲迭代变量，实现了基于原理的初始化。其次，采用简洁明确的迭代表达式，将 *I*_init 直接映射为估计电流 *I*_cal，建立了清晰的函数映射关系 *I*_cal=*F*(*I*_init)，消除了隐式依赖。第三，设计了两种面向目标的终止准则：准则1用于参数提取，通过均方根误差（RMSE）监测来实现，需要测量电流数据；准则2用于参数提取和电流预测，采用固定的三次迭代最大绝对差值选择策略。在五种光伏器件于不同条件和测量噪声下进行了验证，所提出的框架在性能上优于ILWF及六种近期FDM求解器。在参数提取方面，RMSE降低了3.07%–41.3%，平均计算时间最多减少75.4%。在128组独立配置中，通过单尾Wilcoxon符号秩检验确认改进具有统计显著性；18个不显著案例（14.1%）源于确定性的初始化-求解器交互效应，而非随机变异性。在噪声条件下，对ILWF的胜率高达74.5%–92.8%。对于xSi12922和mSi0188组件在不同运行条件下的电流预测，该框架表现出优越的外推能力，且在通过所提出的二极管理想因子修正增强物理一致性后，该优势仍然保持。本工作为FDM的求解提供了一种经过严格验证、高效且具有可解释性的范式，推动了高保真光伏建模的发展。