[發明專利]一種新能源光伏發電自穩態輸出調整方法及裝置

有效

• 申請號: 202010146272.8
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111245016B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 張天鵬
• 申請（專利權）人: 寧夏寶龍新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;H02J3/30
• 代理公司: 合肥方舟知識產權代理事務所(普通合伙) 34158
• 代理人: 劉躍

1.一種新能源光伏發電自穩態輸出調整方法，其特征在于：包括以下步驟，

根據光伏板歷史發電功率數據預測下一時段無云層遮擋狀態的發電功率；

觀測天空中云層的分布以及狀態，預測下一時段光伏板輸出電功率；

實時監測光伏板輸出電功率，并結合對下一時段光伏板電功率的預測，對輸出的電流和電壓進行平滑處理；

根據用電負載調整總輸出電功率；

所述根據光伏板歷史發電功率數據預測下一時段無云層遮擋狀態的發電功率，包括，

所述光伏板歷史發電功率數據中包括被云層遮擋時間段數據以及無云層遮擋狀態發電數據，將日照長度相同且當天太陽高度最高點相同的當天工作時間-發電功率曲線進行對比；

截取曲線中重合的最大值，組合而成的新曲線；

求取新曲線關于工作時間的導函數，導函數在工作時間區間內，有且僅有一個零點，則該新曲線即為當天無云層遮擋工作時間-發電功率曲線。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：若所述新曲線在工作時間區間內存在兩個或以上零點，則在誤差允許范圍內，將相鄰工作日的無云層遮擋工作時間-發電功率曲線進行等效替換；

并且結合日照長度以及當天太陽最高點的差異對等效替換的無云層遮擋工作時間-發電功率曲線進行修正。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述觀測天空中云層的分布以及狀態，預測下一時段光伏板輸出電功率，包括，

觀測t₀時刻天空云朵的位置、形狀以及顏色，所述位置包括云朵的三維空間坐標，所述形狀包括云朵的邊界以及大小，所述顏色包括云朵各個像素點的RGB值；

在t₁時刻重復上述觀測步驟；

根據t₀至t₁時刻云朵的變化差值，建立與下一時間段內光伏板輸出電功率的映射；

將上述的映射輸入神經網絡進行訓練，得到云層-輸出電功率預測模型。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述實時監測光伏板輸出電功率，并結合對下一時段光伏板電功率的預測，對輸出的電流和電壓進行平滑處理，包括，

根據下一時段光伏板電功率的預測，對電功率做關于時間的積分，得出下一時段內的發電總量；

當下一時段內的發電總量高于負載端的需求量，則將電能進行存儲；

當下一時段內的發電總量低于負載端的需求量，則釋放被存儲的電能；

在存儲/釋放電能過程中，保持下一時段內總輸出電壓和電流的穩定。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述將電能進行存儲，包括，

當多余發電量低于電容器的可用余量，則將多余電能存儲電容器，此過程中通過控制接入電容器的電壓，實現總輸出電流和電壓的穩定；

當多余發電量高于電容器的可用余量，則將光伏板接入電機，將電能轉化為飛輪的動能，此過程中通過控制接入電機的電壓，實現總輸出電流和電壓的穩定；

當飛輪的動能不足以容納多余電能的能量，則將電機驅動氣泵轉動，將電能轉化為壓縮空氣的內能，此過程中通過控制空氣壓縮速率的方式實現總輸出電流和電壓的穩定。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述釋放被存儲的電能，包括，

當缺口發電量低于電容器內的可用電能，則將可用電能釋放進入總輸出電路，此過程中通過控制接入電容器的電壓，實現總輸出電流和電壓的穩定；

當缺口發電量高于電容器的可用電能，則將電機接入總輸出電路，將飛輪的動能轉化為電能，此過程中通過控制電機的接入通斷，以脈沖寬度調制的方式實現總輸出電流和電壓的穩定；

當飛輪的動能低于電能缺口，則釋放壓縮空氣的內能轉化為機械能驅動電機轉動，最終轉化為電能接入總輸出電路，此過程中通過控制壓縮氣體的釋放流速，實現總輸出電流和電壓的穩定。

7.一種新能源光伏發電自穩態輸出調整裝置，其特征在于：所述裝置能夠實現如權利要求1-6任一項所述的方法。