[發明專利]一種離線系數擬合的光伏發電系統主動減載方法

有效

• 申請號: 201810398622.2
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108491025B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 鐘誠;周順康;張毅;李碩;陳強;嚴干貴;王健
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

一種離線系數擬合的光伏發電系統主動減載方法，其特點是，包括光伏電池的數學模型建立、離線系數擬合控制、主動減載控制和并網逆變器控制等步驟：在Matlab仿真平臺中建立光伏電池的數學模型，獲取不同溫度和光照強度下光伏輸出最大功率，離線系數擬合控制將最大功率與溫度和光照強度根據已知的函數形式進行離線數據擬合，獲取擬合系數；通過檢測外界環境的溫度和光照強度，可以方便地計算出光伏輸出最大功率；主動減載控制通過比較當前光伏輸出功率與目標功率，即光伏最大功率主動減載后的功率的大小關系，調整輸出電壓實現主動減載控制，所采用的方法提高了最大功率估計值和減載率的準確度。具有方法科學合理，適用性強，效果佳等優點。

技術領域

本發明涉及光伏發電技術領域，是一種離線系數擬合的光伏發電系統主動減載方法。

背景技術

近年來，我國光伏發電的裝機容量和發電量及其滲透率不斷提高，由于太陽能的隨機性和波動性導致光伏并網發電對電網運行產生不利影響，尤其是對系統頻率的穩定性。光伏發電系統通常采用最大功率點跟蹤控制，并不具備有功備用，無法參與系統調頻，因此光伏系統進行有功控制以參與系統調頻的研究，對提高光伏并網的穩定性以及頻率的穩定具有重要研究意義。

傳統的減載方法，定值功率減載控制作為有功備用，所采用的控制關系為差值關系，無論光伏最大輸出功率的高低，定值功率減載控制下的有功備用容量始終不變，不能根據最大功率實現有功備用的優化控制。本發明采用離線系數擬合的方法計算不同溫度和光照下光伏發電系統的最大功率，然后根據最大功率的比例進行主動減載控制，不需要輔助儲能；在調頻期間根據調頻需要進行變減載控制，即改變光伏減載率，調整輸出功率參與調頻。

發明內容

本發明的目的是：提出一種離線系數擬合的光伏發電系統主動減載方法，該方法考慮光伏系統參與調頻前需要進行減載控制，進行有功備用，在調頻期間改變減載率調整有功輸出參與調頻，而減載控制下無法獲取光伏發電最大功率，且光伏發電最大功率受外界溫度和光照影響，通過檢測光伏系統外界溫度和光照強度，根據離線擬合函數計算最大功率，為光伏發電系統主動減載控制提供基礎。

為了實現上述目的采用的技術方案是：一種離線系數擬合的光伏發電系統主動減載方法，其特征是，它包括的步驟有：光伏電池數學模型的建立、離線系數擬合控制、主動減載控制和并網逆變器控制。

1)光伏電池數學模型的建立

光伏電池的輸出電流和電壓的關系采用工程數學模型，只需要I_sc、V_oc、I_m和V_m四個參數便可以搭建光伏電池模型，用式(1)～(3)表示：

式中：I_PV為光伏電池的輸出電流；V_PV為光伏電池的輸出電壓；I_sc為光伏電池的短路電流；V_oc為光伏電池的開路電壓；I_m為光伏電池輸出最大功率點的電流；V_m為光伏電池輸出最大功率點的電壓；

考慮外界環境的變化對I_sc、V_oc、I_m和V_m四個參數的影響，引入溫度和光照強度對I_sc、V_oc、I_m和V_m四個參數進行修正：

V_oc＝V_oc0[1+β(T-T₀)]ln[e+γ(S-S₀)] (5)