[发明专利]一种光伏面板最佳数目及月倾角的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种考虑负荷时间分布的光伏面板最佳数目及月倾角的计算方法。

背景技术

近年来，环境压力和能源成本升级造成了一系列电力生产的困境。像许多发展中国家一样，越来越多能源燃料的消耗振兴了中国经济，也暴露了供应中断的潜在危机。因此，可再生能源在中国未来的电力系统中起着越来越重要的作用。它将会取代全部或部分的常规能源。其中，太阳能以其清洁、无污染、可持续利用等优点获得了关注。太阳能被称为一种理想的能源，能够从根本上解决能源危机和环境问题。太阳辐射随地理纬度，季节和时间造成的太阳位置的改变而改变。为了最大限度地保证光伏系统发电量适应负荷，光伏电池板在不同的情况下应以合适的数量，在适当的倾斜角度下安装。

传统的方法，最佳月倾角的确定通常基于以下原则：1、能量价值高，即光伏系统全年的发电量最大；2、均匀性最好，即使光伏面板全年接收到的平均日辐射最相似；3、容量价值高，即在维持系统可靠性水平不变的前提下，新增电源可承载负荷的能力。对于分布式光伏发电系统，在尽量满足承载负荷、失载概率尽量小的同时，光伏面板数量尽可能少，富余发电量尽可能少的要求同样很重要。由此可见，有必要提出一种不同于传统方法的光伏面板最佳数目及安装月倾角的计算方法，以满足分布式光伏发电系统的需要。

发明内容

技术问题：本发明提出了一种考虑负荷时间分布的光伏面板最佳数目及月倾角的计算方法，使得失载概率尽量小的同时，富余发电量尽可能少。

技术方案：本发明提出一种考虑负荷时间分布的光伏面板最佳数目的计算方法，包括以下步骤：

1)计算太阳辐射天文参数，所述太阳辐射天文参数包括斜面太阳光照强度G'；

2)建立光伏电池板功率模型，基于G'求解出光伏电池板最大功率点对应的输出功率P_M；

3)建立光伏电站产能模型，基于P_M求解出光伏出力P_o；

4)基于P_o和测得的功率负荷P_Load建立光伏面板的光伏出力与负荷时间分布一致性评估模型；

5)针对所述分布一致性评估模型确定优化的目标函数和边界条件；

6)对步骤5)中的优化问题进行和声搜索，确定光伏面板数目N_pv的最优值。

又提出一种考虑负荷时间分布的光伏面板最佳月倾角的计算方法，包括以下步骤：

1)计算太阳辐射天文参数，所述太阳辐射天文参数包括斜面太阳光照强度G'；

2)建立光伏电池板功率模型，基于G'求解出光伏电池板最大功率点对应的输出功率P_M；

3)建立光伏电站产能模型，基于P_M求解出光伏出力P_o；

4)基于P_o和测得的功率负荷P_Load建立光伏面板的光伏出力与负荷时间分布一致性评估模型；

5)针对所述分布一致性评估模型确定优化的目标函数和边界条件；

6)对步骤5)中的优化问题进行和声搜索，确定光伏面板月倾角β的最优值。

进一步地，在步骤4)中，所述光伏面板的光伏出力与负荷时间分布一致性评估模型由以下公式表示：

其中，D_G-L表征光伏出力与负荷的时间分布一致性，Power deficit为缺失功率，Power demand为需求功率。

进一步地，在步骤5)中，目标函数为：

min(D_G-L(β,N_PV))，

边界条件为：

β_min≤β≤β_max，

N_PV＞0，

其中，β_min、β_max分别为β的下界和上界，分别为0°和90°。

进一步地，在步骤6)中，按以下步骤确定N_pv或β的最优值：

6.1)初始化优化问题并确定下列参数：和声内存大小＝6，记忆库取值概率＝0.9，微调概率＝0.4～0.9，和终止准则＝2000；

6.2)初始化HM和声记忆，在HM矩阵的解向量是随机生成的，通过目标函数值进行排序，HM是由下式得到：