專利名稱：光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池的光伏效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種發(fā)電形式?，F(xiàn)階段，太陽(yáng)能的推廣應(yīng)用日益呈現(xiàn)方興未艾的世界潮流，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)成為全球蓬勃興起的新能源產(chǎn)業(yè)之一。開(kāi)發(fā)利用清潔、安全、環(huán)保的太陽(yáng)能成為人類社會(huì)緩解日益加劇的能源短缺的共同選擇和治理嚴(yán)峻環(huán)境污染的有生力量。電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行需要在供需雙方之間保持一定的平衡，即根據(jù)用戶的消耗變化，預(yù)先安排火電、水電等發(fā)電機(jī)組的開(kāi)啟和關(guān)停，從而相應(yīng)地調(diào)整供應(yīng)的總功率。由于光伏發(fā)電受天氣的影響較大，且不能像火電及水電一樣自由控制，所以光伏電站發(fā)電的輸出功率具有劇烈變化及間歇性等特點(diǎn)。由此， 光伏電站并入電網(wǎng)必將對(duì)電網(wǎng)的平衡產(chǎn)生巨大影響。1)調(diào)峰問(wèn)題。隨著天氣的變化，光伏電站的輸出功率劇烈變化，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的調(diào)峰；2)電網(wǎng)穩(wěn)定問(wèn)題。在電網(wǎng)發(fā)生大擾動(dòng)時(shí)，光伏電站由于不具備低電壓穿越能力，容易退出運(yùn)行從而對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)二次沖擊，影響電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性；所以對(duì)光伏電站輸出功率進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，把光伏電站輸出功率納入電網(wǎng)的發(fā)電計(jì)劃編制，并參與實(shí)時(shí)調(diào)度，是保證電網(wǎng)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要措施之一。從而能夠?qū)嵤┌l(fā)電運(yùn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)多元電源聯(lián)合調(diào)度。太陽(yáng)能光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)的研究起步較晚。德國(guó)、丹麥、日本、美國(guó)、法國(guó)和加拿大等國(guó)均進(jìn)行過(guò)相關(guān)研究。主要是在全國(guó)范圍設(shè)立太陽(yáng)能資源監(jiān)測(cè)點(diǎn)，收集太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)， 并建立光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)全國(guó)范圍光伏發(fā)電出力的時(shí)空分布。國(guó)外雖然已經(jīng)開(kāi)展了太陽(yáng)能資源布點(diǎn)監(jiān)測(cè)和光伏電站功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)研究，但仍然屬于起步階段，目前還沒(méi)有成熟的光伏電站功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)方法。有鑒于此，本發(fā)明人積極加以研究和創(chuàng)設(shè)，以發(fā)明一種光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站輸出功率的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法。本發(fā)明方法具有簡(jiǎn)單易行，準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟a.根據(jù)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)獲得光伏電站所在地在預(yù)測(cè)時(shí)間段的水平面總輻照強(qiáng)度和環(huán)境溫度，并將水平面總輻照強(qiáng)度修正為光伏電池的有效輻照強(qiáng)度，將環(huán)境溫度修正為光伏電池的有效溫度；
b.根據(jù)已知的在有效溫度為標(biāo)準(zhǔn)溫度和有效輻照強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)輻照強(qiáng)度下單個(gè)光伏電池產(chǎn)生的短路電流得出在預(yù)測(cè)時(shí)間段的有效輻照強(qiáng)度及有效溫度條件下單個(gè)光伏電池產(chǎn)生的短路電流及開(kāi)路電壓；c.根據(jù)步驟b得到的單個(gè)光伏電池在預(yù)測(cè)時(shí)間段產(chǎn)生的短路電流及開(kāi)路電壓，得出光伏電池的輸出特性曲線，計(jì)算該輸出特性曲線上的最大輸出功率即為該光伏電池的輸出功率，進(jìn)而獲得此時(shí)的最佳輸出電流和最佳輸出電壓；d.根據(jù)光伏電站的光伏電池串并聯(lián)的總個(gè)數(shù)及由步驟c得到的單個(gè)光伏電池的最佳輸出電流和最佳輸出電壓得到光伏電站發(fā)電輸出功率。進(jìn)一步，通過(guò)如下公式將輻照強(qiáng)度修正為光伏電池的有效輻照強(qiáng)度 It
權(quán)利要求
1.光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟a.根據(jù)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)獲得光伏電站所在地在預(yù)測(cè)時(shí)間段的水平面總輻照強(qiáng)度和環(huán)境溫度，并將水平面總輻照強(qiáng)度修正為光伏電池的有效輻照強(qiáng)度，將環(huán)境溫度修正為光伏電池的有效溫度；b.根據(jù)已知的在有效溫度為標(biāo)準(zhǔn)溫度和有效輻照強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)輻照強(qiáng)度下單個(gè)光伏電池產(chǎn)生的短路電流得出在預(yù)測(cè)時(shí)間段的有效輻照強(qiáng)度及有效溫度條件下單個(gè)光伏電池產(chǎn)生的短路電流及開(kāi)路電壓；c.根據(jù)步驟b得到的單個(gè)光伏電池在預(yù)測(cè)時(shí)間段產(chǎn)生的短路電流及開(kāi)路電壓，得出光伏電池的輸出特性曲線，計(jì)算該輸出特性曲線上的最大輸出功率即為該光伏電池的輸出功率，進(jìn)而獲得此時(shí)的最佳輸出電流和最佳輸出電壓；d.根據(jù)光伏電站的光伏電池串并聯(lián)的總個(gè)數(shù)及由步驟C得到的單個(gè)光伏電池的最佳輸出電流和最佳輸出電壓得到光伏電站發(fā)電輸出功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，通過(guò)如下公式將輻照強(qiáng)度修正為光伏電池的有效輻照強(qiáng)度
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，通過(guò)如下公式將溫度修正為光伏電池的有效溫度T = Tair+K · S式中，T為光伏電池的有效溫度，Tair為環(huán)境溫度，S為光照強(qiáng)度，K為溫度系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，單個(gè)光伏電池產(chǎn)生的短路電流通過(guò)如下公式獲得
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，單個(gè)光伏電池產(chǎn)生的開(kāi)路電流通過(guò)如下公式獲得
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，光伏電站發(fā)電輸出功率通過(guò)如下公式獲得Pmppa — Imppa · UmppA，其中，IMPPA — Impp · n，Umppa — Umpp · m_ (UDA+UWA)式中，Impp為單個(gè)光伏電池的最佳輸出電流；η為光伏電池并聯(lián)的個(gè)數(shù) ’Uwp為單個(gè)光伏電池的最佳輸出電壓；m為光伏電池串聯(lián)的個(gè)數(shù)；Uda為光伏陣列電路中阻塞二極管的壓降； Uwa為光伏陣列電路中連接電阻的壓降。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟a.根據(jù)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)獲得光伏電站所在地在預(yù)測(cè)時(shí)間段的水平面總輻照強(qiáng)度和環(huán)境溫度，并分別修正為光伏電池的有效輻照強(qiáng)度和有效溫度；b.根據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)溫度和標(biāo)準(zhǔn)輻照強(qiáng)度下單個(gè)光伏電池產(chǎn)生的短路電流得出在預(yù)測(cè)時(shí)間段的單個(gè)光伏電池產(chǎn)生的短路電流及開(kāi)路電壓；c.根據(jù)步驟b得到的單個(gè)光伏電池在預(yù)測(cè)時(shí)間段產(chǎn)生的短路電流及開(kāi)路電壓，得出光伏電池的輸出特性曲線，計(jì)算該輸出特性曲線上的最大輸出功率，進(jìn)而獲得此時(shí)的最佳輸出電流和最佳輸出電壓；d.根據(jù)光伏電站的光伏電池串并聯(lián)的總個(gè)數(shù)及最佳輸出電流和輸出電壓得到光伏電站發(fā)電輸出功率。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單易行，準(zhǔn)確度高。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102522917SQ20111036975
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者馮雙磊, 劉純, 盧靜, 姜文玲, 張菲, 王偉勝, 王勃, 王曉蓉, 趙艷青, 車建峰 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院