[發明專利]針對霧霾積灰的光伏發電功率輸出減少率估計方法

有效

• 申請號: 201610739281.1
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106656032B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 林永君;熊峰;劉衛亮;劉長良;李靜;陳文穎;馬良玉
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: H02S50/00
• 分類號: H02S50/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種針對霧霾積灰的光伏發電功率輸出減少率估計方法，所述方法利用PM2.5累積濃度、PM10累積濃度表征光伏電池面板的積灰濃度，在構造大量PM2.5累積濃度?PM10累積濃度?光伏電池發電功率輸出減少率實際樣本的基礎上，運用最小二乘法建立了光伏發電功率輸出減少率的估計模型，并利用該模型估計霧霾天氣下光伏電池板的發電功率輸出減少率。本發明有助于提高霧霾天氣下光伏發電功率的預測精度。

技術領域

本發明涉及一種針對霧霾積灰的光伏發電功率輸出減少率估計方法，屬于光伏功率預測技術領域。

背景技術

光伏發電的功率預測對于保證電力系統的穩定運行具有重要意義。近年來，我國出現了大范圍的持續霧霾天氣。在持續霧霾天氣下，細顆粒物沉降使得光伏電池面板不斷積灰，削弱其對太陽輻射的吸收，從而降低發電功率。為了更加準確的對光伏發電功率進行預測，需對霧霾天氣下積灰引起的光伏發電功率輸出減少率進行估計。

國內外已有部分學者開展了積灰對光伏電池發電功率影響的相關研究工作。如有學者根據紅土、石灰石和灰燼的模擬實驗結果，建立了理論模型，可根據積灰濃度估算光伏電池功率輸出減少率；有研究人員通過在室內模擬自然灰塵，提出了積灰濃度與光伏電池功率輸出減少率的線性擬合模型；重慶大學居發禮建立了考慮降塵量與降雨量的光伏面板積灰模型。由于實驗環境和積灰成分差異較大，上述研究工作彼此之間缺乏可比性，其結論是否適合于以細顆粒物為主的霧霾積灰有待檢驗。另外，在實際工程中，測量光伏電池面板的積灰濃度需借助于高精度的稱量設備，進行連續性測量較為困難，從而影響了上述模型的實用性。

霧和霾分別指懸浮于大氣中的細微水滴和灰塵顆粒，是光伏電池面板積灰形成的直接來源。為了反映霧霾情況，2012年以來，國家相關部門開始實時發布空氣質量指數(AQI)以及其中的PM2.5濃度、PM10濃度等6項基本監測數據，至2015年1月2日，已經覆蓋367個城市。

鑒于光伏電池面板積灰濃度的實時測量難度較大，而地面空氣質量監測站可實時發布PM2.5濃度、PM10濃度等數據，且站點數量將不斷增加，本發明提出一種基于PM2.5累積濃度、PM10累積濃度的光伏發電功率輸出功率減少率估計方法，以更好的進行光伏發電功率的預測。

發明內容

一種針對霧霾積灰的光伏電池板發電功率輸出減少率估計方法，其特征是該方法包括以下步驟：

a.收集數據，構成原始樣本集：

在實驗室某一固定光照條件下，測量表面潔凈的光伏電池板的輸出功率，記錄為P₀；然后，將光伏電池板置于霧霾天氣下的室外空曠處，使其與水平地面的傾角為α，進行自然積灰，并以ΔT為時間間隔，定期在實驗室相同的固定光照條件下測量其輸出功率，同時記錄相應時刻空氣的PM2.5濃度、PM10濃度，對于第i次測量，記錄其輸出功率為P_i，空氣的PM2.5濃度為C_i1、PM10濃度為C_i2；通過長期的數據記錄，形成原始樣本集{(C_i1，C_i2，P_i)}，i＝1，2，…，N，N為樣本總個數；

b.對原始樣本集進行處理，構成訓練樣本集：

基于原始樣本集{(C_i1，C_i2，P_i)}，計算第i次測量對應的PM2.5累積濃度C_i1^*與PM10累積濃度C_i2^*，以及第i次測量對應的光伏發電功率輸出減少率η_i：

從而得到訓練樣本集

c.采用最小二乘法建立光伏發電功率輸出減少率的估計模型：