[發明專利]光伏電站發電單元功率曲線建模方法及裝置

有效

• 申請號: 201710363531.0
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107229824B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 鞏宇;李智;白愷;宋鵬;李娜;王開讓;翟化欣;陳豪;馬彥偉;蔡建明
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院;國網冀北電力有限公司;國網新源張家口風光儲示范電站有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;湯在彥

本發明提供了一種光伏電站發電單元功率曲線建模方法及裝置，涉及光伏電站發電技術領域。方法包括：獲取光伏電站發電單元的多組實際運行參數數據；根據每組實際運行參數數據中的實測有功功率和實測光伏組件溫度，以及一預先設置的歸一化溫度，確定每組實際運行參數數據對應的歸一化有功功率；根據歸一化溫度、實測輻照度以及歸一化有功功率，通過擬合方式擬合出歸一化溫度下的第一功率曲線模型；根據第一功率曲線模型和實測光伏組件溫度，采用預先設置的發電效率條件，確定光伏電站發電單元的理論功率曲線模型。本發明可避免現有技術的光伏電站發電單元功率曲線建模方式的結果不準確的問題。

技術領域

本發明涉及光伏電站發電技術領域，尤其涉及一種光伏電站發電單元功率曲線建模方法及裝置。

背景技術

當前，隨著新能源發電在總發電量中的占比的提高，國家以及各企業開始逐漸重視光伏電站的建設，以用于并網、獨立發電。為了綜合研究光伏電站的建設問題，從儲能、變電等配套設備的選型，到電網調度問題，從光伏電站發電經濟型評估，到各種原因引起的棄光率的計算等問題，這些都需要預測發電單元或者整個光伏發電站的發電功率和發電量。而為了預測發電單元或者整個光伏發電站的發電功率和發電量，就需要進行光伏電站發電單元功率曲線建模。

當前的光伏電站發電單元功率曲線建模方式有以下幾種：

(1)采用工程應用光伏電池模型：該工程應用光伏電池模型是將以硅光伏電池物理特性為根據，將5參數模型進行假設、變形、整理后，使模型中只用到了光伏組件銘牌給定的V_OC(光伏組件開路電壓)、I_OC(光伏組件最佳工作電流)、V_mp(標準測試條件下的光伏組件最大功率電壓)、I_mp(標準測試條件下的光伏組件最大功率電流)四個參數，光伏組件的工程模型如公式：

I_a＝I_sca(1-K₅K₆)-I_p

K₅＝1/{exp[(V_oca/N_s)/nV_th]-1}

K₆＝exp(V_D/nV_th)-1

通過采用工程應用光伏電池模型，避免了單體電池5參數模型中引入的未知物理參數的問題。

(2)采用擬合模型：在實驗室條件下模擬固定溫度、輻照度下光伏電池的電流——電壓曲線，然后對實驗數據采用多項式擬合或者基于工程用方程進行擬合得到模型。多項式模型方程如下：

式中：n的取值視精度而定，a₀—a_n為系數。

(3)當前，通用電氣公司提出了一種用于光伏電站功率曲線量的系統和方法，該方法通過測量光伏組件溫度、傾斜面輻照度，生成規格化輻照度，并結合光伏電站輸出功率，繪制期望的功率曲線。

然而，對于上述幾種光伏電站發電單元功率曲線建模方式，存在如下問題：

方式(1)是由半導體物理特性推導所得，其研究對象為單體電池或者光伏組件，一個光伏組件的公式已經較為復雜，若是計算整個方陣，等值折算過程中，由于難以計及串并聯和一次設備造成的損耗，無法控制計算量誤差。

方式(2)建立的模型其精度與樣本數據相關，需要大量物理實驗來求得方程，并且方式(2)的方程本身不固定，造成模型不準確。