[发明专利]光伏逆变器理论交流输出功率和损失的计算方法及系统

权利要求书

1.一种光伏逆变器理论交流输出功率和损失的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取所研究光伏电站的气象数据；

S2、根据步骤S1中获取的数据计算光伏阵列在不同气象条件的工作数据；

S3、建立逆变器模型，将步骤S2中计算得到的工作数据输入逆变器模型，得到光伏阵列不同气象条件下逆变器的理论输出功率及损失，进而得到光伏电站的理论发电量。

2.根据权利要求1所述一种光伏逆变器理论交流输出功率和损失的计算方法，其特征在于，步骤S1具体指通过Meteonorm气象资源数据库软件获取当地气象数据，时间粒度为1小时。

3.根据权利要求1所述一种光伏逆变器理论交流输出功率和损失的计算方法，其特征在于，步骤S2具体指通过软件模拟计算出光伏阵列在不同气象条件的工作数据，包括光伏阵列理论最大工作点电压V_MP_ARRAY、光伏阵列理论最大工作点电流I_MP_ARRAY和光伏阵列理论最大工作点功率P_MP_ARRAY，以及光伏阵列IV输出曲线{[Ii,Vi]}，Ii、Vi分别表示光伏阵列在不同工作状态下的输出电流、输出电压，i＝1…n。

4.根据权利要求1所述一种光伏逆变器理论交流输出功率和损失的计算方法，其特征在于，步骤S3中构建的逆变器模型包括以下步骤：

S31、建立逆变器实际输出功率P_ac与逆变器输入功率P_dc之间的二次线性关系，公式表达如下：

P_ac＝A*P_dc^2+B*P_dc+C

式中，A为交流功率与直流功率之间的二次项系数，B为交流功率与直流功率的一次项系数，C为常数项系数，与逆变器的启动功率有关；

S32、将逆变器在不同功率负荷Ratio_i加权后得到其所标称的转换效率Eff_ref，公式表达如下：

式中，N为逆变器转换效率采集点数量，逆变器转换效率采集应考虑在逆变器不同负荷下进行，逆变器负荷分布范围为5％-100％之间，Weigh_i为逆变器在不同功率负荷Ratio_i下具有的不同的加权系数；

S33、根据逆变器的额定功率P_normal，计算最大转化效率Eff_max，公式表达如下：

Eff_max＝A*P_normal*Ratio_s+B+C/(P_normal*Ratio_s)

0＝A*Ratio_s–C/(P_normal^2*Ratio_s)

式中，Ratio_s为达到逆变器最大转换效率时逆变器的输入功率/逆变器额定功率比值；

S34、基于步骤S31-S33的计算结果求解得到A、B和C；

S35、逆变器输入功率P_dc在未达到逆变器最小启动功率P_min时，逆变器实际输出功率P_ac为0，逆变器不工作；

S36、逆变器输入电压V_dc在未达到逆变器最小启动电压V_min时，逆变器实际输出功率P_ac为0，逆变器不工作；

S37、当逆变器输入电压V_dc小于逆变器MPPT最小控制电压V_MP_min或大于逆变器MPPT最大控制电压V_MP_max时，判断光伏阵列不工作在最佳工作点，此时逆变器输入功率P_dc不等于光伏阵列理论最大工作点功率P_MP_ARRAY；

S38、当环境温度超过逆变器适宜的工作温度范围时，逆变器的最大输出功率P_ac_max下降，根据逆变器温度降频曲线和环境温度t计算P_ac_max，公式表达如下：

其中，t0为逆变器可达到最大输出功率P_max_0时的环境温度，t1为逆变器可达到最大输出功率P_max_1的最大环境温度，t2为逆变器不工作时的环境温度阈值，当环境温度介于t0和t1之间时，逆变器最大输出功率P_ac_max会介于P_max_0和P_max_1之间，通过线性插值求出在对应环境温度下的逆变器最大输出功率P_ac_max，公式表达如下：

f1(t)＝{(P_max_1-P_max_0)/(t1-t0)}*(t-t0)+P_max_0

当环境温度介于t1和t2之间时：

f2(t)＝{(t2-t)/(t2-t1)}*P_max_1

S39、当逆变器理论交流输出功率P_ac_exp超过逆变器最大输出功率P_ac_max时，逆变器实际最大输出功率P_ac会被固定在温度t状态时的最大功率P_ac_max，因此逆变器会存在削峰损失功率P_Loss_clipping，从而会限制光伏阵列的输出，使光伏阵列不工作在最佳工作点。