一種離網(wǎng)光伏電站負(fù)荷可用電量的預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種離網(wǎng)光伏電站負(fù)荷可用電量的預(yù)測(cè)方法，屬于光伏電站技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能具有清潔、環(huán)保、取之不盡、用之不竭等優(yōu)點(diǎn)，而光伏發(fā)電利用太陽(yáng)能作為 發(fā)電能源，在太陽(yáng)能領(lǐng)域中受到廣泛青睞，并在世界各地迅猛發(fā)展。目前，我國(guó)也在諸多方 面對(duì)光伏電站的建設(shè)給予大力支持和政策優(yōu)惠，尤其是在對(duì)離網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用上，利用光伏 發(fā)電站為一些重要場(chǎng)所提供持續(xù)的電能，不僅有利于環(huán)境保護(hù)，也為用戶(hù)安全、可靠的用電 提供了保障。但是，很多光伏電站的工作人員還缺乏對(duì)光伏發(fā)電站運(yùn)行特性的深入了解，尤 其是對(duì)于光伏電站負(fù)荷用電量的預(yù)測(cè)不夠準(zhǔn)確，往往僅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不能掌握光伏發(fā)電站實(shí) 際可用的電量，從而不能指導(dǎo)負(fù)荷合理用電，這主要是由于工作人員對(duì)影響光伏電站負(fù)荷 用電量的因素考慮不全面造成的，從而導(dǎo)致很難準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和評(píng)估光伏電站負(fù)荷的可用電 量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種離網(wǎng)光伏電站負(fù)荷可用電量 的預(yù)測(cè)方法，用于解決無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)光伏電站負(fù)荷可用電量的問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明是通過(guò)如下方案予以實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種離網(wǎng)光伏電站負(fù)荷可用電量的預(yù)測(cè)方法，步驟如下：
[0006] 步驟1，計(jì)算所在地區(qū)的光伏電站的斜面上年平均峰值日照小時(shí)數(shù)和所述光伏電 站的裝機(jī)容量，根據(jù)所述的光伏電站的斜面上年平均峰值日照小時(shí)數(shù)和所述光伏電站的裝 機(jī)容量計(jì)算得到光伏電站的理論發(fā)電量；
[0007] 步驟2,理論發(fā)電量通過(guò)所述光伏發(fā)電站上的各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)會(huì)產(chǎn)生損耗，根據(jù)光伏電 站在各個(gè)環(huán)節(jié)的效率損耗值，計(jì)算求得所述光伏電站的實(shí)際發(fā)電量；
[0008] 步驟3,通過(guò)光伏電站的蓄電池的庫(kù)倫效率和光伏電站的實(shí)際發(fā)電量，計(jì)算在不同 天氣情況下，所述光伏電站負(fù)荷的可用電量。
[0009] 進(jìn)一步的，所述的理論發(fā)電量wnv(t)(kWh)表達(dá)式為：
[0010]
[0011] 其中，F(xiàn)t(t) =l-(tt-25)X0.5% ;仁是光伏發(fā)電站在t時(shí)亥IJ的溫度修正因子；Fs 為光伏發(fā)電站上的積塵因子；F,為光伏電站系統(tǒng)的性能失配因子；F。為光伏電站由于其他 原因引起的輸出功率下降因子；Ht(t)為光伏電站在t時(shí)刻的太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度（W/m2) ;H。為 1000W/m2,歐洲委員會(huì)定義的101標(biāo)準(zhǔn)的輻照強(qiáng)度；#為斜面上的峰值小時(shí)數(shù)；;^為光 伏電站的裝機(jī)容量。
[0012] 進(jìn)一步的，步驟2所屬的效率損耗包括：所述光伏電站的光伏陣列、匯流箱、逆變 器以及交直流線路產(chǎn)生的效率損耗。
[0013] 進(jìn)一步的，步驟2所述的實(shí)際發(fā)電量Ws的表達(dá)式如下：
[0014] ws= wptx ηιΧ η2χ n3
[0015] 其中，wp#光伏發(fā)電站的理論發(fā)電量；n:到n3依次為光伏發(fā)電站的光伏陣列、 匯流箱和直流線路產(chǎn)生的效率損耗。
[0016] 進(jìn)一步的，所述步驟3中，天氣情況為晴天時(shí)，負(fù)荷的可用電量表達(dá)式為：
[0017] Wfl=WsX1!逆Xη4
[0018] 其中，wss光伏發(fā)電站的實(shí)際發(fā)電量；η?為逆變器效率；η4為交流線損，
[0019] 進(jìn)一步的，所述步驟3中，天氣情況為晴天時(shí)，光伏電站持續(xù)為負(fù)荷供電；天氣情 況為陰天時(shí)，光伏電站不進(jìn)行發(fā)電，蓄電池為負(fù)荷供電，負(fù)荷的可用電量表達(dá)式為：
[0020]
[0021] 其中，W。為蓄電池的容量；SOC為放電深度；n為逆變器效率；山為陰雨天數(shù)。
[0022] 本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：
[0023] 以往對(duì)于光伏電站負(fù)荷的可用電量的預(yù)測(cè)考慮的不夠全面，尤其是沒(méi)有考慮到光 伏電站中蓄電池的容量對(duì)可用電量的影響，從而無(wú)法準(zhǔn)確的評(píng)估離網(wǎng)光伏電站負(fù)荷的可用 電量，從而不能為用戶(hù)提供安全可靠的用電。本發(fā)明提出了一種離網(wǎng)光伏電站負(fù)荷可用電 量的預(yù)測(cè)方法，充分考慮到光伏發(fā)電站中蓄電池的容量對(duì)光伏電站可用電量的影響，通過(guò) 仔細(xì)分析蓄電電池充電和放電的能力，對(duì)所在地區(qū)的光伏發(fā)電站負(fù)荷的可用電量進(jìn)行準(zhǔn)確 的預(yù)測(cè)和評(píng)估，這不僅可以保證光伏發(fā)電站可以長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行，保證蓄電池的使用壽命， 還使用戶(hù)更為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和掌握實(shí)際負(fù)荷的可用電量，從而合理安排不同負(fù)荷的用電需 求。
[0024] 本發(fā)明充分考慮到光伏電站對(duì)天氣情況具有較大的依賴(lài)性，根據(jù)晴天和陰天不同 的天氣狀況，對(duì)所在地區(qū)的光伏發(fā)電站負(fù)荷的可用電量都進(jìn)行了詳細(xì)的分析，表明本發(fā)明 可以針對(duì)不同的天氣狀況和不同地區(qū)都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站負(fù)荷用電的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的離網(wǎng)光伏電站負(fù)荷可用電量預(yù)測(cè)方法的流程圖；
[0026] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的離網(wǎng)光伏電站的系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，本實(shí)施例中采用的光伏發(fā) 電站為150kW離網(wǎng)光伏發(fā)電站：
[0028] (一）、方法如下：
[0029] 步驟1，計(jì)算所在地區(qū)的光伏電站的斜面上年平均峰值日照小時(shí)數(shù)和所述光伏電 站的裝機(jī)容量，根據(jù)所述的年平均峰值日照小時(shí)數(shù)和所述光伏電站的裝機(jī)容量計(jì)算得到光 伏電站的理論發(fā)電量。
[0030] 步驟2,由于光伏電站在運(yùn)行的過(guò)程中，各個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)獲取的理論發(fā)電量造成損 耗。通過(guò)光伏電站產(chǎn)生的效率損耗值，根據(jù)獲取的理論發(fā)電量，計(jì)算得到光伏電站的實(shí)際發(fā) 電量。
[0031] 步驟3,通過(guò)光伏電站的蓄電池的庫(kù)倫效率和光伏電站的實(shí)際發(fā)電量，計(jì)算在不同 天氣情況下，所述光伏電站負(fù)荷的可用電量。
[0032] (二）、下面對(duì)各個(gè)步驟進(jìn)行具體的解釋說(shuō)明：
[0033] 步驟1中光伏電站的理論發(fā)電量的表達(dá)式為：
[0034]
⑴
[0035] 其中，F(xiàn)t(t) =l-(tt_25)X0. 5% ;仁是光伏發(fā)電站在t時(shí)亥IJ的溫度修正因子；FS 為光伏發(fā)電站上的積塵因子；F,為光伏電站系統(tǒng)的性能失配因子；F。為光伏電站由于其他 原因引起的輸出功率下降因子；Ht(t)為光伏電站在t時(shí)刻的太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度（W/m2) ;H。為 1000W/m2,歐洲委員會(huì)定義的101標(biāo)準(zhǔn)的輻照強(qiáng)度；^為斜面上的峰值小時(shí)數(shù)；;^為光 -以a ' 伏電站的裝機(jī)容量。
[0036] 所述光伏發(fā)電站接受的太陽(yáng)能福射總量1^由直接太陽(yáng)射福射量Hbt、天空散射福 射量Hdt和地面反射輻射量H組成。
[0037] 直接太陽(yáng)射福射量Hbt的表達(dá)式為：
[0038] (2)
[0039] 其中，s為太陽(yáng)電池組件傾角；δ為太陽(yáng)赤煒；^為水平面上日落時(shí)角；hs'為傾斜 面上日落時(shí)角；L是光伏供電系統(tǒng)的當(dāng)?shù)責(zé)樁?；H。為1000W/m2,歐洲委員會(huì)定義的101標(biāo)準(zhǔn) 的輻照強(qiáng)度。
[0040] 天空散射福射量Hdt的表達(dá)式為：
[0041]
(3)
[0042] 其中，Hb和!^分別為水平面上直接和散射輻射量；為大氣層外水平面上太陽(yáng)輻 射量；s為太陽(yáng)電池組件傾角。
[0043] 地面反射福射量Hrt的表達(dá)式為：
[0044] Hrt= 0. 5pΗ〇 (1 -cos(s)) (4)
[0045]
[0046] 其中，Isc為太陽(yáng)常數(shù)；可以取Isc= 1367瓦/米2;n為一年中的日序號(hào)；ωs為水 平面的日落時(shí)角；Φ為當(dāng)?shù)氐牡乩頍樁龋沪臑樘?yáng)赤煒角。
[0047] 本實(shí)施例中的150kW離網(wǎng)光伏發(fā)電站的理論發(fā)電量如表1所示：
[0048] 表1 :150kW離網(wǎng)光伏發(fā)電站的理論發(fā)電量
[0049