本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

發(fā)展太陽(yáng)能分布式發(fā)電系統(tǒng)是智慧城市發(fā)展趨勢(shì)，光伏發(fā)電和光熱發(fā)電是太陽(yáng)能發(fā)電兩種不同的形式。近年來(lái)，光伏-光熱一體化分布式發(fā)電系統(tǒng)成為發(fā)展主流的方向和研究熱點(diǎn)的主題。

光伏發(fā)電的原理是，利用真空器件、堿金屬、磁流體等半導(dǎo)體或金屬材料溫差將太陽(yáng)熱能直接轉(zhuǎn)化成電能而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。光熱發(fā)電的原理是，采用聚光集熱的形式將空氣等工質(zhì)加熱至高溫高壓空氣蒸汽，由高溫高壓空氣蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)等熱機(jī)，再由熱機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，利用太陽(yáng)光-熱-機(jī)-電多種能源的轉(zhuǎn)換而實(shí)現(xiàn)發(fā)電，其發(fā)電原理與常規(guī)熱力發(fā)電類(lèi)似，但其能源不是煤、油或氣等燃料而是太陽(yáng)光。

目前，光伏發(fā)電已成為非常成熟的技術(shù)，其發(fā)電成本已經(jīng)降低至7000萬(wàn)元/萬(wàn)千瓦的空氣平。光熱發(fā)電主要有塔式、槽式、碟式及菲涅耳式四種。槽式太陽(yáng)光熱發(fā)電系統(tǒng)的原理是，利用多個(gè)串并聯(lián)的槽型拋物面聚光集熱器聚集太陽(yáng)能熱，加熱工質(zhì)至高溫高壓蒸汽，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。碟式太陽(yáng)光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電原理是，是由許多鏡子組成的拋物面反射鏡，太陽(yáng)能光聚集在拋物面的焦點(diǎn)上，使拋物面接收器內(nèi)工質(zhì)加熱至高溫高壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。菲涅耳式光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電原理是，采用菲涅耳結(jié)構(gòu)的聚光鏡聚集太陽(yáng)能熱，加熱工質(zhì)至高溫高壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，其發(fā)電效率低，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、建設(shè)和維護(hù)成本較低。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的原理是，利用中央吸收塔頂上吸收器聚集太陽(yáng)能熱，加熱工質(zhì)至高溫高壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，塔的周?chē)惭b一定數(shù)量的定日鏡，通過(guò)定日鏡將太陽(yáng)光聚集到塔頂?shù)慕邮掌鞯那惑w內(nèi)并其工質(zhì)加熱而產(chǎn)生高溫蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。這幾種光熱發(fā)電方式都是通過(guò)光轉(zhuǎn)換為熱再產(chǎn)生蒸汽來(lái)帶動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

太陽(yáng)光在不同區(qū)域輻射強(qiáng)度、日照時(shí)間會(huì)存在極大的差異性，在同一地點(diǎn)因云層遮擋形成陰影而造成在不同時(shí)間和空間上日照強(qiáng)度也會(huì)存在極大的差異性、隨機(jī)性和模糊性，這種不確定特性決定了光伏和光熱發(fā)電系統(tǒng)出力也具有極大的差異性、隨機(jī)性和模糊性。因此，要確定光伏和光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的大小，就需要對(duì)該區(qū)域內(nèi)太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度、日照時(shí)間進(jìn)行概率分析或模糊分析、概率模糊分析，還要對(duì)在不同時(shí)間和空間上日照強(qiáng)度進(jìn)行概率分析或模糊分析、概率模糊分析。

利用電池儲(chǔ)能的接續(xù)發(fā)電原理，光伏發(fā)電系統(tǒng)可以在白天陰天或黑夜里時(shí)接續(xù)發(fā)電或連續(xù)發(fā)電。但是其接續(xù)發(fā)電或連續(xù)發(fā)電能力取決于電池儲(chǔ)能容量、效率和控制方式等因素，這些因素影響電池儲(chǔ)能接續(xù)發(fā)電系統(tǒng)輸出功率空氣平。利用熔融鹽儲(chǔ)能，也能夠?qū)崿F(xiàn)光熱發(fā)電在白天陰天或黑夜里時(shí)接續(xù)發(fā)電或連續(xù)發(fā)電。與光伏發(fā)電一樣，光熱發(fā)電系統(tǒng)的接續(xù)發(fā)電或連續(xù)發(fā)電能力取決于熔融鹽儲(chǔ)能容量、能源轉(zhuǎn)換效率和柔性控制方式等因素，其輸出功率空氣平也因多種不確定性因素影響而具有很大的隨機(jī)性和模糊性。

世界各國(guó)可再生能源在電網(wǎng)接入近年呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。光伏發(fā)電接入增長(zhǎng)是最快的，年增長(zhǎng)率為60％；其次是風(fēng)力發(fā)電和生物燃料發(fā)電，年增長(zhǎng)率分別為27％和18％。工業(yè)和信息化部預(yù)測(cè),2030年全國(guó)電動(dòng)汽車(chē)保有量將達(dá)到6000萬(wàn)輛,峰值充電功率將達(dá)0.42tw，占預(yù)計(jì)總裝機(jī)容量2.32tw的18％。因此，分布式發(fā)電、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)在城市配電網(wǎng)大規(guī)模接入是一種必然的趨勢(shì)。隨著國(guó)家政策和行業(yè)發(fā)展的交互支持和促進(jìn)，在一定空間中，比如城市居民等小用戶(hù)以及商業(yè)建筑物、社區(qū)、工業(yè)區(qū)等大用戶(hù)群，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)會(huì)形成快速發(fā)展的趨勢(shì)，光伏和光熱發(fā)電一體化系統(tǒng)也將顯示出強(qiáng)勁發(fā)展的態(tài)勢(shì)。分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種接入電壓等級(jí)和接入點(diǎn)固定的分布式系統(tǒng)，包括壓縮氫儲(chǔ)能、電池儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能等，儲(chǔ)能功率可柔可控；電動(dòng)汽車(chē)分布式充電系統(tǒng)是一種接入電壓等級(jí)和接入點(diǎn)可變的分布式系統(tǒng)，充電功率可柔可控，隨機(jī)性極大。分布式發(fā)電波動(dòng)性、間歇性、隨機(jī)性和電動(dòng)汽車(chē)充電不確定性，使得單一新能源用戶(hù)發(fā)電、用電和充電的更具隨機(jī)性，城市居民等小用戶(hù)以及商業(yè)建筑物、社區(qū)、工業(yè)區(qū)等大用戶(hù)群分布式發(fā)電、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的互動(dòng)關(guān)系會(huì)進(jìn)一步增大了新能源用戶(hù)輸出功率的隨機(jī)性和模糊性。

對(duì)于隨機(jī)不確定性，傳統(tǒng)上通常采用概率統(tǒng)計(jì)理論來(lái)進(jìn)行分析和處理隨機(jī)不確定性的信息，例如用以均值和方差為特征值的概率密度函數(shù)和概率分布函數(shù)來(lái)構(gòu)造不確定性事件或參量的概率模型，描述不確定性事件的發(fā)生概率特性以及功率、電壓和電流等不確定性參量的波動(dòng)特性。

城市居民等小用戶(hù)以及商業(yè)建筑物、社區(qū)、工業(yè)區(qū)等大用戶(hù)群分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)就是這樣一種同時(shí)具有關(guān)系復(fù)雜并交互作用的隨機(jī)和模糊不確定性事件或參量的系統(tǒng)。擁有分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的城市居民等新能源小用戶(hù)以及商業(yè)建筑物、社區(qū)、工業(yè)區(qū)等新能源大用戶(hù)群，在各種不確定性隨機(jī)和模糊事件或參量的影響下，其日發(fā)電量變得更具隨機(jī)特性和模糊特性。以往新能源用戶(hù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量通常采用確定性的計(jì)算方法，有些也采用概率分析的不確定性計(jì)算方法。確定性計(jì)算的方法通常是在假設(shè)區(qū)域內(nèi)太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度、日照時(shí)間以及用戶(hù)所在地在不同時(shí)間和空間上日照強(qiáng)度、日照時(shí)間、日照陰影、日照偏角度都確定的情況下計(jì)算新能源用戶(hù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量，也沒(méi)有考慮作為接續(xù)發(fā)電或連續(xù)發(fā)電的光伏發(fā)電系統(tǒng)的電池儲(chǔ)能容量或光熱發(fā)電系統(tǒng)的熔融鹽儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能狀態(tài)、能源轉(zhuǎn)換效率、配電網(wǎng)調(diào)壓要求和柔性控制方式等因素的影響，計(jì)算結(jié)果是唯一性和確定性的，往往不能反應(yīng)新能源用戶(hù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量的實(shí)際情況。而概率分析的計(jì)算方法通常是在只假設(shè)日照強(qiáng)度等單一因素為不確定性因素的情況下計(jì)算新能源用戶(hù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量，計(jì)算結(jié)果是具有一定置信空氣平的概率值。實(shí)際上，新能源用戶(hù)光伏發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量由區(qū)域內(nèi)太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度、日照時(shí)間及其概率或模糊度決定，還由用戶(hù)所在地在不同時(shí)間和空間上日照強(qiáng)度、日照時(shí)間、日照陰影、日照偏角度及其概率或模糊度決定，同時(shí)還取決于作為接續(xù)發(fā)電或連續(xù)發(fā)電的光伏發(fā)電系統(tǒng)的電池儲(chǔ)能容量或光熱發(fā)電系統(tǒng)的熔融鹽儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能狀態(tài)、能源轉(zhuǎn)換效率、配電網(wǎng)調(diào)壓要求和柔性控制方式等因素。而且，這些影響因素通常都有隨機(jī)不確定性或模糊不確定性，或者他是具有隨機(jī)和模糊不確定性，往往以隨機(jī)和模糊不確定性事件或參量而存在?？梢?jiàn)，新能源用戶(hù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量計(jì)算的現(xiàn)有技術(shù)都沒(méi)有全面考慮影響因素的不確定性和隨機(jī)性，計(jì)算方法適用性、實(shí)用性和應(yīng)用性也難以得到滿(mǎn)足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中新能源用戶(hù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量的計(jì)算方法都沒(méi)有全面考慮影響因素的不確定性和隨機(jī)性，計(jì)算方法適用性、實(shí)用性和應(yīng)用性難以得到滿(mǎn)足的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算方法，包括：

空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)，空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、光熱發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)、熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能光伏發(fā)電板；

方法步驟包括：根據(jù)獲取到的光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)的入口冷空氣溫度和出口熱空氣溫度、環(huán)境溫度，計(jì)算太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值；

根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值；

根據(jù)空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的日照強(qiáng)度計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的有效日照強(qiáng)度；

根據(jù)光伏發(fā)電板的有效發(fā)電面積計(jì)算光伏發(fā)電板的發(fā)電功率；

根據(jù)獲取到的熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)的溫度和環(huán)境溫度，計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值；

根據(jù)有效日照強(qiáng)度計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓蒸汽量；

根據(jù)高溫高壓蒸汽量計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率；

根據(jù)光伏發(fā)電板的發(fā)電功率和光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。

可選地，根據(jù)獲取到的光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)的入口冷空氣溫度和出口熱空氣溫度、環(huán)境溫度，計(jì)算太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值包括：

根據(jù)獲取到的光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)的入口冷空氣溫度和出口熱空氣溫度、環(huán)境溫度，通過(guò)發(fā)電板溫度降低值求取公式計(jì)算太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值，發(fā)電板溫度降低值求取公式具體為：

其中，kcool為光伏發(fā)電板溫度降低值對(duì)于光伏發(fā)電板冷卻水系統(tǒng)出口與入口水溫度差值的響應(yīng)系數(shù)，te為環(huán)境溫度。

可選地，根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值包括：

根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值通過(guò)光伏發(fā)電效率增加值求取公式計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值，光伏發(fā)電效率增加值求取公式具體為：

δepv＝ka,coolδtpv+kb,cool；

其中，ka,cool、kb,cool均為空氣冷卻光伏熱系統(tǒng)空氣冷卻的發(fā)電效應(yīng)系數(shù)。

可選地，根據(jù)空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的日照強(qiáng)度計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的有效日照強(qiáng)度包括：

根據(jù)空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的日照強(qiáng)度通過(guò)有效日照強(qiáng)度求取公式計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的有效日照強(qiáng)度，有效日照強(qiáng)度求取公式具體為：

eeff＝ηstηsyηsae(1-kte)；

其中，e為空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域日照強(qiáng)度，單位為w/m²；ηst、ηsy、ηsa分別為日照時(shí)間、日照陰影、日照偏角對(duì)日照強(qiáng)度的影響系數(shù)；kte為環(huán)境影響系數(shù)，0≤kte≤1。

可選地，根據(jù)光伏發(fā)電板的有效發(fā)電面積計(jì)算光伏發(fā)電板的發(fā)電功率包括：

根據(jù)光伏發(fā)電板的有效發(fā)電面積通過(guò)發(fā)電板發(fā)電功率求取公式計(jì)算光伏發(fā)電板的發(fā)電功率，發(fā)電板發(fā)電功率求取公式具體為：

ppv＝pstpsypsa(1+δepv)apvkpveeeff；

其中，apv為空氣冷卻光伏熱系統(tǒng)光伏發(fā)電板的有效發(fā)電面積，單位為m²；pst、psy、psa分別為空氣冷卻光伏熱系統(tǒng)日照時(shí)間的間隙性概率、日照陰影的概率、日照偏角的概率。

可選地，根據(jù)獲取到的熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)的溫度和環(huán)境溫度，計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值包括：

根據(jù)獲取到的熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)的溫度和環(huán)境溫度，通過(guò)光熱發(fā)

電效率增加值求取公式計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值，光熱發(fā)電效率增加值求取公式具體為：

δecsp＝ηh(th-te)；

其中，ηh為因熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)輸入來(lái)自光伏熱系統(tǒng)高溫空氣而形成的發(fā)電效應(yīng)系數(shù)，th為熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)溫度。

可選地，根據(jù)有效日照強(qiáng)度計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓蒸汽量包括：

根據(jù)有效日照強(qiáng)度通過(guò)蒸汽量求取公式計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓蒸汽量，蒸汽量求取公式具體為：

其中，fcsp2、fcsp1、fcsp0均為光熱發(fā)電系統(tǒng)具有一定體積的集熱器的光效系數(shù)。

可選地，根據(jù)高溫高壓蒸汽量計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率包括：

根據(jù)高溫高壓蒸汽量通過(guò)光熱發(fā)電功率求取公式計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率，光熱發(fā)電功率求取公式具體為：

其中，wcsp為空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓熱空氣量，單位為m³；a、b、c分別為與空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓熱空氣量相關(guān)的功率系數(shù)。

可選地，根據(jù)光伏發(fā)電板的發(fā)電功率和光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率包括：

根據(jù)光伏發(fā)電板的發(fā)電功率和光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率通過(guò)系統(tǒng)輸出功率求取公式計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，系統(tǒng)輸出功率求取公式具體為：

ppv-csp＝ηdc/acppv+pcspδecsp；

其中，ηdc/ac為光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算裝置，包括：

第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)獲取到的光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)的入口冷空氣溫度和出口熱空氣溫度、環(huán)境溫度，計(jì)算太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值；

第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值；

第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的日照強(qiáng)度計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的有效日照強(qiáng)度；

第四計(jì)算模塊，用于根據(jù)光伏發(fā)電板的有效發(fā)電面積計(jì)算光伏發(fā)電板的發(fā)電功率；

第五計(jì)算模塊，用于根據(jù)獲取到的熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)的溫度和環(huán)境溫度，計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值；

第六計(jì)算模塊，用于根據(jù)有效日照強(qiáng)度計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓蒸汽量；

第七計(jì)算模塊，用于根據(jù)高溫高壓蒸汽量計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率；

第八計(jì)算模塊，用于根據(jù)光伏發(fā)電板的發(fā)電功率和光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算方法，利用光伏發(fā)電板發(fā)電效率增加值與其因采用空氣冷卻而導(dǎo)致發(fā)電板溫度降低值有正比關(guān)系，創(chuàng)建光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率及輸出功率的計(jì)算方法；利用光熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率增加值與用于放置熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)空氣溫度升高值有正比關(guān)系，創(chuàng)建光熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率及輸出功率的計(jì)算方法，并且反映了日照強(qiáng)度、日照時(shí)間、日照陰影、日照偏角度等參量的隨機(jī)特性、模糊特性及其概率特征、模糊分布規(guī)律對(duì)空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率的影響機(jī)理，為空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電出力預(yù)測(cè)提供理論指導(dǎo)，為分布式新能源發(fā)電及智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行提供必要的技術(shù)支撐，解決了現(xiàn)有技術(shù)中新能源用戶(hù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量的計(jì)算方法都沒(méi)有全面考慮影響因素的不確定性和隨機(jī)性，計(jì)算方法適用性、實(shí)用性和應(yīng)用性難以得到滿(mǎn)足的技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖示說(shuō)明，1為光伏熱系統(tǒng)低溫空氣輸入管，光伏熱系統(tǒng)的上層頂板為光伏發(fā)電板、下層為由按照一定規(guī)律布置的空氣管組成光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)；2為光伏發(fā)電系統(tǒng)；3為光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)；4為光伏熱系統(tǒng)高溫空氣輸出管；5為光伏熱系統(tǒng)高溫空氣儲(chǔ)存系統(tǒng)；6為光伏熱系統(tǒng)高溫空氣儲(chǔ)存系統(tǒng)高溫空氣輸出管；7為用于放置熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)；8為太陽(yáng)光聚光器；9為光熱發(fā)電系統(tǒng)集光器；10為光熱發(fā)電系統(tǒng)光鍋爐，用于生成高溫高壓空氣蒸汽；11為光熱發(fā)電系統(tǒng)光鍋爐水輸入管；12為用于放置熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)的換氣管；13為光熱發(fā)電系統(tǒng)光鍋爐高溫高壓空氣蒸汽輸出管；14為汽輪發(fā)電機(jī)組；15為光熱發(fā)電系統(tǒng)的低壓母線(xiàn)；16為光熱發(fā)電系統(tǒng)變壓器；17為光伏-光熱一體化發(fā)電系統(tǒng)的高壓母線(xiàn)；18為光伏-光熱一體化發(fā)電系統(tǒng)高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，這里采用靜止無(wú)功發(fā)生器；19為光伏發(fā)電系統(tǒng)低壓側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)；20為光伏發(fā)電系統(tǒng)低壓母線(xiàn)；21為光伏發(fā)電系統(tǒng)變壓器；22為來(lái)自聚光器的熱管，也是熔融鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)的光熱輸入管；23為熔融鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)；24為熔融鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)的光熱輸出管。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中新能源用戶(hù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量的計(jì)算方法都沒(méi)有全面考慮影響因素的不確定性和隨機(jī)性，計(jì)算方法適用性、實(shí)用性和應(yīng)用性難以得到滿(mǎn)足的技術(shù)問(wèn)題。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算方法，包括：

空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)，空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、光熱發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)、熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能光伏發(fā)電板；

方法步驟包括：101、根據(jù)獲取到的光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)的入口冷空氣溫度和出口熱空氣溫度、環(huán)境溫度，計(jì)算太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值；

根據(jù)獲取到的光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)的入口冷空氣溫度和出口熱空氣溫度、環(huán)境溫度，通過(guò)發(fā)電板溫度降低值求取公式計(jì)算太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值，發(fā)電板溫度降低值求取公式具體為：

其中，kcool為光伏發(fā)電板溫度降低值對(duì)于光伏發(fā)電板冷卻水系統(tǒng)出口與入口水溫度差值的響應(yīng)系數(shù)，te為環(huán)境溫度。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率計(jì)算方法主要針對(duì)空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)。其中，空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

102、根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值；

根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值通過(guò)光伏發(fā)電效率增加值求取公式計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值，光伏發(fā)電效率增加值求取公式具體為：

δepv＝ka,coolδtpv+kb,cool；

其中，ka,cool、kb,cool均為空氣冷卻光伏熱系統(tǒng)空氣冷卻的發(fā)電效應(yīng)系數(shù)。

103、根據(jù)空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的日照強(qiáng)度計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的有效日照強(qiáng)度；

根據(jù)空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的日照強(qiáng)度通過(guò)有效日照強(qiáng)度求取公式計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的有效日照強(qiáng)度，有效日照強(qiáng)度求取公式具體為：

eeff＝ηstηsyηsae(1-kte)；

其中，e為空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域日照強(qiáng)度，單位為w/m²；ηst、ηsy、ηsa分別為日照時(shí)間、日照陰影、日照偏角對(duì)日照強(qiáng)度的影響系數(shù)；kte為環(huán)境影響系數(shù)，0≤kte≤1。

104、根據(jù)光伏發(fā)電板的有效發(fā)電面積計(jì)算光伏發(fā)電板的發(fā)電功率；

根據(jù)光伏發(fā)電板的有效發(fā)電面積通過(guò)發(fā)電板發(fā)電功率求取公式計(jì)算光伏發(fā)電板的發(fā)電功率，發(fā)電板發(fā)電功率求取公式具體為：

ppv＝pstpsypsa(1+δepv)apvkpveeeff；

其中，apv為空氣冷卻光伏熱系統(tǒng)光伏發(fā)電板的有效發(fā)電面積，單位為m²；pst、psy、psa分別為空氣冷卻光伏熱系統(tǒng)日照時(shí)間的間隙性概率、日照陰影的概率、日照偏角的概率。

105、根據(jù)獲取到的熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)的溫度和環(huán)境溫度，計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值；

根據(jù)獲取到的熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)的溫度和環(huán)境溫度，通過(guò)光熱發(fā)

電效率增加值求取公式計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值，光熱發(fā)電效率增加值求取公式具體為：

δecsp＝ηh(th-te)；

其中，ηh為因熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)輸入來(lái)自光伏熱系統(tǒng)高溫空氣而形成的發(fā)電效應(yīng)系數(shù)，th為熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)溫度。

106、根據(jù)有效日照強(qiáng)度計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓蒸汽量；

根據(jù)有效日照強(qiáng)度通過(guò)蒸汽量求取公式計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓蒸汽量，蒸汽量求取公式具體為：

其中，fcsp2、fcsp1、fcsp0均為光熱發(fā)電系統(tǒng)具有一定體積的集熱器的光效系數(shù)。

107、根據(jù)高溫高壓蒸汽量計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率；

根據(jù)高溫高壓蒸汽量通過(guò)光熱發(fā)電功率求取公式計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率，光熱發(fā)電功率求取公式具體為：

其中，wcsp為空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓熱空氣量，單位為m³；a、b、c分別為與空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓熱空氣量相關(guān)的功率系數(shù)。

108、根據(jù)光伏發(fā)電板的發(fā)電功率和光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。

根據(jù)光伏發(fā)電板的發(fā)電功率和光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率通過(guò)系統(tǒng)輸出功率求取公式計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，系統(tǒng)輸出功率求取公式具體為：

ppv-csp＝ηdc/acppv+pcspδecsp；

其中，ηdc/ac為光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算方法，利用光伏發(fā)電板發(fā)電效率增加值與其因采用空氣冷卻而導(dǎo)致發(fā)電板溫度降低值有正比關(guān)系，創(chuàng)建光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率及輸出功率的計(jì)算方法；利用光熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率增加值與用于放置熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)空氣溫度升高值有正比關(guān)系，創(chuàng)建光熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率及輸出功率的計(jì)算方法，并且反映了日照強(qiáng)度、日照時(shí)間、日照陰影、日照偏角度等參量的隨機(jī)特性、模糊特性及其概率特征、模糊分布規(guī)律對(duì)空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率的影響機(jī)理，為空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電出力預(yù)測(cè)提供理論指導(dǎo)，為分布式新能源發(fā)電及智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行提供必要的技術(shù)支撐，解決了現(xiàn)有技術(shù)中新能源用戶(hù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量的計(jì)算方法都沒(méi)有全面考慮影響因素的不確定性和隨機(jī)性，計(jì)算方法適用性、實(shí)用性和應(yīng)用性難以得到滿(mǎn)足的技術(shù)問(wèn)題。

請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率計(jì)算裝置，包括：

第一計(jì)算模塊201，用于根據(jù)獲取到的光伏發(fā)電冷卻空氣系統(tǒng)的入口冷空氣溫度和出口熱空氣溫度、環(huán)境溫度，計(jì)算太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值；

第二計(jì)算模塊202，用于根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的溫度降低值計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值；

第三計(jì)算模塊203，用于根據(jù)空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的日照強(qiáng)度計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)所處區(qū)域的有效日照強(qiáng)度；

第四計(jì)算模塊204，用于根據(jù)光伏發(fā)電板的有效發(fā)電面積計(jì)算光伏發(fā)電板的發(fā)電功率；

第五計(jì)算模塊205，用于根據(jù)獲取到的熔融鹽儲(chǔ)能的密閉空間系統(tǒng)的溫度和環(huán)境溫度，計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率增加值；

第六計(jì)算模塊206，用于根據(jù)有效日照強(qiáng)度計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)可用的高溫高壓蒸汽量；

第七計(jì)算模塊207，用于根據(jù)高溫高壓蒸汽量計(jì)算光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率；

第八計(jì)算模塊208，用于根據(jù)光伏發(fā)電板的發(fā)電功率和光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率計(jì)算空氣冷卻光伏-光熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以?xún)蓚€(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷(xiāo)售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。