[发明专利]光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置

说明书

本发明提供了一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置，涉及光伏电站发电技术领域。方法包括：获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据；根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率；根据归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出归一化温度下的第一功率曲线模型；根据第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型。本发明可避免现有技术的光伏电站发电单元功率曲线建模方式的结果不准确的问题。

技术领域

本发明涉及光伏电站发电技术领域，尤其涉及一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置。

背景技术

当前，随着新能源发电在总发电量中的占比的提高，国家以及各企业开始逐渐重视光伏电站的建设，以用于并网、独立发电。为了综合研究光伏电站的建设问题，从储能、变电等配套设备的选型，到电网调度问题，从光伏电站发电经济型评估，到各种原因引起的弃光率的计算等问题，这些都需要预测发电单元或者整个光伏发电站的发电功率和发电量。而为了预测发电单元或者整个光伏发电站的发电功率和发电量，就需要进行光伏电站发电单元功率曲线建模。

当前的光伏电站发电单元功率曲线建模方式有以下几种：

(1)采用工程应用光伏电池模型：该工程应用光伏电池模型是将以硅光伏电池物理特性为根据，将5参数模型进行假设、变形、整理后，使模型中只用到了光伏组件铭牌给定的V_OC(光伏组件开路电压)、I_OC(光伏组件最佳工作电流)、V_mp(标准测试条件下的光伏组件最大功率电压)、I_mp(标准测试条件下的光伏组件最大功率电流)四个参数，光伏组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

通过采用工程应用光伏电池模型，避免了单体电池5参数模型中引入的未知物理参数的问题。

(2)采用拟合模型：在实验室条件下模拟固定温度、辐照度下光伏电池的电流——电压曲线，然后对实验数据采用多项式拟合或者基于工程用方程进行拟合得到模型。多项式模型方程如下：

式中：n的取值视精度而定，a₀—a_n为系数。

(3)当前，通用电气公司提出了一种用于光伏电站功率曲线量的系统和方法，该方法通过测量光伏组件温度、倾斜面辐照度，生成规格化辐照度，并结合光伏电站输出功率，绘制期望的功率曲线。

然而，对于上述几种光伏电站发电单元功率曲线建模方式，存在如下问题：

方式(1)是由半导体物理特性推导所得，其研究对象为单体电池或者光伏组件，一个光伏组件的公式已经较为复杂，若是计算整个方阵，等值折算过程中，由于难以计及串并联和一次设备造成的损耗，无法控制计算量误差。

方式(2)建立的模型其精度与样本数据相关，需要大量物理实验来求得方程，并且方式(2)的方程本身不固定，造成模型不准确。