專利名稱：光伏電站輸出的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏電站輸出。
背景技術(shù)：
光伏電站正在成為實際中能夠產(chǎn)生數(shù)十兆瓦的電網(wǎng)級發(fā)電設(shè)備，從而降低了光伏模塊的成本。為了滿足對可再生能量的需求，正在建造更大的電站預(yù)計光伏電站的準(zhǔn)入容量是大的。光伏電站可以產(chǎn)生短期的、快速地改變(例如，多達每分鐘額定功率的100%或者每分鐘額定功率的200% )的可變輸出功率。所述可變輸出功率可能是因孤立的、移動的云朵引起的陰影而造成的。由于該原因，所以能源生產(chǎn)者和電網(wǎng)運營者會認(rèn)為大的光伏電站(即，大于2MW)是不可預(yù)測的。通過用能夠比諸如燃煤電站和核電站的基底負(fù)載發(fā)電站響應(yīng)得相對要快的水力渦輪發(fā)電機、蒸汽渦輪發(fā)電機和燃?xì)廨啺l(fā)電機配置用于負(fù)載跟蹤、旋轉(zhuǎn)備用、電壓支持和頻率調(diào)節(jié)的后備發(fā)電容量，來控制電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性和電能質(zhì)量。其中，電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性和電能質(zhì)量可能會受到大的光伏電站可變性的負(fù)面影響。后備發(fā)電源不會具有導(dǎo)致大的太陽能光伏電站的短期可變性的響應(yīng)特性。減小大的太陽能光伏電站的短期可變性將會減少對后備發(fā)電的需要。以并網(wǎng)配電級(69kV和更小)連接的大的光伏電站會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)或饋電線的容量和阻抗而引入電壓偏差和閃變。減小短期可變性將減弱電壓影響和/或允許調(diào)壓裝置起作用。


圖1是全球輻照度的曲線圖。圖2是具有DC連接的電池的光伏電站的示意圖。圖3是具有AC連接的電池的光伏電站的示意圖。圖4是具有發(fā)電機的光伏電站的示意圖。圖5是具有燃料電池的光伏電站的示意圖。圖6是具有低變化率控制的光伏電站輸出的說明性曲線。圖7是具有高變化率控制的光伏電站輸出的說明性曲線。
具體實施例方式在有利的天氣和云狀況下太陽能電站往往是可預(yù)測的，表現(xiàn)為產(chǎn)能與每日的太陽周期相符，還算接近每日的峰荷分布。然而，當(dāng)孤立的積云掠過光伏陣列時，光伏太陽能有短期可變性，從而減少或消除太陽輻射的直射分量。云帶來的變化效果寬，從稀薄卷云的減少10%或15%直至濃厚積云(雷雨云砧)的減少50%-70%。在云掠過時，光伏陣列會僅通過太陽輻射的漫射分量發(fā)電。圖1示出了全球輻照度，其說明太陽輻射的比較快速的變化是可能的。光伏電站的功率輸出分布與圖1中示出的全球輻照度分布非常相似。足夠大、多兆瓦光伏電站的短期可變性會對輸電網(wǎng)穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響，這就需要配置大量的調(diào)制和旋轉(zhuǎn)備用源以應(yīng)對光伏電站輸出的突變和巨變。此外，連接到配電網(wǎng)的光伏電站會對網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載造成電力潮流、電壓閃變和調(diào)壓問題，并且會引起將使網(wǎng)絡(luò)保護裝置失效的條件?？梢酝ㄟ^包括作為光伏電站的一部分的輔助電源來減少短期可變性。輔助電源可以是儲能系統(tǒng)，例如如本領(lǐng)域所知曉的電解電池型裝置或液流電池，電解電池型裝置例如為電容器電池(例如，鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉電池或鋰離子電池)。輔助電源也可以是供選擇的發(fā)電裝置，例如燃料電池或者通過由氣體或液體和/或壓縮空氣供給動力的原動機和 /或飛輪驅(qū)動的發(fā)電機。輔助電源可以是由兩個或更多個前面描述的類型的裝置組成的系統(tǒng)。輔助電源可以具有在幾秒內(nèi)響應(yīng)功率控制信號的能力，并且能夠以每分鐘大于光伏電站額定值的100%或者每分鐘大于光伏電站額定值的200%的比率改變功率水平。這種布置可以控制光伏電站輸出功率的改變率，以模擬熱電站(例如，蒸汽渦輪發(fā)電和燃?xì)廨啺l(fā)電)的更緩慢的響應(yīng)特性。較少變化的光伏電站輸出通過所有可用的電網(wǎng)發(fā)電資源來確保對短期太陽可變性的有效、穩(wěn)定的響應(yīng)。用來控制光伏電站輸出變化率 (亦稱作緩變率)的光伏電站的構(gòu)造如在附圖中所示并在下面進行了描述。大體上講，一種由大的、連接到電網(wǎng)的光伏電站產(chǎn)生較少變化的輸出功率的方法可以包括從光伏陣列接收光伏功率、測量光伏功率的變化率以及調(diào)整來自可控輔助電源和光伏功率轉(zhuǎn)換器的功率，其中，組合的光伏功率和輔助電源的輸出功率被設(shè)定為在給定的功率輸出率變化范圍內(nèi)運行，所述給定的功率輸出率變化范圍定義了對電站輸出功率變化率的最大允許正負(fù)限。調(diào)整輔助電源可以包括調(diào)整這樣的輔助電源，該輔助電源具有適于如在此所描述的系統(tǒng)構(gòu)造和操作模式的功率和能量與動態(tài)響應(yīng)。由于光伏電站的:能的功率輸出變化率可以比較快，所以輔助電源可以具有更快速響應(yīng)的能力。輔助電源可以是不間斷可用的公用事業(yè)供應(yīng)的能源。輔助電源可以是儲能明顯有限的高倍率可充電源。輔助電源可以是儲能非常大的低倍率可充電輔助電源。儲能系統(tǒng)可以包括用來轉(zhuǎn)換并存儲能量的機械和/或電氣裝置。儲能系統(tǒng)可以是但不限于電解電池裝置、電化學(xué)電池裝置或者機械動力和/或勢能存儲裝置中的一種。儲能系統(tǒng)可以包括但不限于電解電池裝置、電容器、鉛酸電池，鎳鎘電池、鈉電池、鋰離子電池、液流電池或者機械動力和/或勢能存儲裝置。輔助電源可以是供選擇的發(fā)電裝置。供選擇的發(fā)電裝置可以是但不限于燃料電池、風(fēng)力渦輪發(fā)電機、飛輪發(fā)電機、氣體燃料燃燒原動機-發(fā)電機，液體燃料原動機-發(fā)電機、壓縮氣體提供動力的原動機-發(fā)電機或它們的組合中的一種，包括空氣提供動力的原動機-發(fā)電機。調(diào)整輔助電源可以包括調(diào)整儲能系統(tǒng)或供選擇的發(fā)電裝置或者調(diào)整在儲能系統(tǒng)中存儲的能量的量，以將電站輸出功率變化率保持在正負(fù)功率變化率限度之內(nèi)。調(diào)整輔助電源可以包括調(diào)整多種儲能裝置類型、多種發(fā)電裝置類型或者多種儲能和發(fā)電裝置的最佳組合。調(diào)整輔助電源可以包括調(diào)整不間斷可用的源。輔助電源可以是公用事業(yè)供應(yīng)的能源。輔助電源可以是具有明顯有限的能源的源或高倍率可充電源。調(diào)整輔助電源可以包括調(diào)整儲能系統(tǒng)或供選擇的發(fā)電裝置。儲能系統(tǒng)可以是但不限于電解電池裝置、電容器、鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉電池、鋰離子電池、液流電池或者機械動力和/或勢能存儲裝置中的一種。儲能系統(tǒng)和供選擇的發(fā)電系統(tǒng)可以包括用來轉(zhuǎn)換和存儲能量的機械和/或電氣裝置。 供選擇的發(fā)電裝置可以是但不限于燃料電池、風(fēng)力渦輪發(fā)電機、飛輪發(fā)電機、氣體燃料原動機-發(fā)電機、液體燃料原動機-發(fā)電機或者壓縮空氣提供動力的原動機-發(fā)電機中的一種。如果輔助電源是儲能系統(tǒng)，則該方法可以包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超過功率輸出率變化范圍的正限時，提高輔助電源中存儲的能量的量，該方法可以包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超過功率輸出率變化范圍的正限時，降低光伏功率。該方法可以包括當(dāng)光伏輸出功率變化率在允許的功率輸出率變化范圍內(nèi)時，保持輔助電源中存儲恒定量的能量。該方法可以包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出率變化范圍的負(fù)限時，減少輔助電源中存儲的能量的量。該方法可以包括建立與標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度相比具有更緊容限的二次正負(fù)功率變化率限度。該方法可以包括建立一個或多個限定輔助電源中的存儲能量的上下容量限度的設(shè)定點，所述上下容量限度用來確定從標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度到二次功率變化率限度的轉(zhuǎn)變。該方法可以包括設(shè)定輔助電源中存儲能量的上下容量滯后限度，所述上下容量滯后限度用來確定從二次功率變化率限度到標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度的轉(zhuǎn)變。該方法可以包括當(dāng)存儲的能量的水平落在下容量限度以下時，切換到二次正功率變化率限度。以便于在輸出功率變化率為正時對輔助電源快速充電。該方法可以包括當(dāng)輔助電源中存儲的能量的水平上升到下容量滯后限度以上時，返回到標(biāo)準(zhǔn)正功率變化率限度。該方法可以包括當(dāng)存儲的能量的水平上升到上容量限度以上時，切換到二次負(fù)功率變化率限度，以便于在輸出功率變化率為負(fù)時對輔助電源進行快速放電。該方法可以包括當(dāng)輔助電源中的存儲能量的水平落在上容量滯后限度以下時，返回到標(biāo)準(zhǔn)負(fù)功率變化率限度。該方法可以包括電站的操作，該操作依照調(diào)度設(shè)定點調(diào)度電站輸出功率。該方法可以包括建立恒定的調(diào)度設(shè)定點。該方法可以包括建立從由一系列不同的點組成的調(diào)度表得到的調(diào)度設(shè)定點。該方法可以包括當(dāng)光伏輸出功率大于調(diào)度設(shè)定點時，提高輔助電源中存儲的能量的水平。該方法可以包括當(dāng)光伏輸出功率小于調(diào)度設(shè)定點時，降低輔助電源中存儲的能量的水平。該方法可以包括當(dāng)調(diào)度設(shè)定點改變時，限制組合的光伏功率和輔助電源的變化率、使其在功率輸出率變化范圍內(nèi)運行。如果輔助電源是供選擇的發(fā)電裝置，則該方法可以包括在光伏輸出功率變化率在允許的功率輸出率變化范圍內(nèi)時，保持恒定的輔助功率。該方法可以包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超過功率輸出率變化范圍的正限時，減小輔助功率。該方法可以包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出率變化范圍的負(fù)限時，增大輔助功率。該方法可以包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超過功率輸出速變化范圍的正限時，減小光伏功率。該方法可以包括如果光伏輸出功率增大或減小，則將電站輸出功率保持在恒定的水平。該方法還可以包括慣性設(shè)定點，用來抑制在轉(zhuǎn)變到不同的功率變化率狀況時(包括負(fù)功率變化率到正功率變化率狀況，或從正功率變化率變?yōu)樨?fù)功率變化率狀況)電站輸出功率變化率的比率。該方法還可以包括在確定何時應(yīng)做出功率輸出變化率的變化以及確定功率變化率限度的近似新值時，使用電站輻照度測量值作為先行指標(biāo)。該方法還可以包括當(dāng)電站測量的輻照度值達到相對穩(wěn)定的最小值或最大值時，減慢或減小電站輸出變化率。該方法還可以包括如果輻照度測量值正在增大，則調(diào)整儲能系統(tǒng)中增加存儲的能量的比率，直到允許的正功率變化率限度。該方法還可以包括如果輻照度測量值正在減小， 則調(diào)整儲能系統(tǒng)中減小存儲的能量的比率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。該方法還可以包括如果輻照度測量值正在增大，則調(diào)整輔助功率減小的比率，直到允許的正功率變化率限度。該方法還可以包括如果輻照度測量值正在減小，則調(diào)整輔助功率增大的比率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。該方法還可以包括建立電站操作，以遵循基于太陽能產(chǎn)生預(yù)報的能量/功率調(diào)度；或者建立電站操作，以遵循通過太陽能產(chǎn)生預(yù)報技術(shù)確定的預(yù)定能量/功率調(diào)度。能量 /動力預(yù)報調(diào)度可以預(yù)測電站每工時預(yù)期的能量和平均功率。該方法還可以包括基于小時時間段內(nèi)的平均預(yù)報功率的上功率預(yù)報限和下功率預(yù)報限。該方法還可以包括如果電站輸出功率在上下功率預(yù)報限內(nèi)，則減小或增大輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平， 以將電站輸出變化率保持在電站輸出變化率范圍內(nèi)。該方法還可以包括如果電站輸出功率接近下功率預(yù)報限，則減小儲能系統(tǒng)中儲存的能量的水平，以保持恒定的電站輸出功率。 該方法還可以包括如果電站輸出功率接近上功率預(yù)報限，則增大儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以保持恒定的電站輸出功率。該方法還可以包括如果電站輸出功率接近下功率預(yù)報限，則增大輔助功率，以保持恒定的電站輸出功率。該方法還可以包括如果電站輸出功率接近上功率預(yù)報限，則減小輔助功率，以保持恒定的電站輸出功率。該方法還可以包括 當(dāng)從一個預(yù)定工時轉(zhuǎn)變到下一預(yù)定工時時，限制組合的光伏和輔助電源的變化率，以在功率輸出變化率范圍內(nèi)運行。該方法還可以包括調(diào)整輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以控制電站輸出，以使得基于與公用事業(yè)稅率結(jié)構(gòu)和稅則有關(guān)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)、因偏離預(yù)定產(chǎn)能的凈能偏差而導(dǎo)致的任何稅罰最小化。該方法可以包括調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平以補償云層的變化或云層的預(yù)期變化。該方法可以包括當(dāng)預(yù)報或?qū)嶋H上檢測到云層時，增大輔助功率或存儲的能量的水平。該方法可以包括在沒有云層的情況下，調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平。該方法可以包括當(dāng)預(yù)報或?qū)嶋H上檢測到?jīng)]有云層時，減小輔助功率或存儲的能量的水平。該方法可以包括在從大的，連接到電網(wǎng)的光伏電站產(chǎn)生較少變化的輸出的同時，為了電網(wǎng)調(diào)頻、 輔助服務(wù)或負(fù)荷轉(zhuǎn)移而調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平。用來產(chǎn)生較少變化的輸出功率的系統(tǒng)可以包括光伏陣列；連接到光伏陣列的逆變器；輔助電源，通過直流變換器連接到逆變器，其中，逆變器產(chǎn)生輸出到電網(wǎng)的交流功率。 該系統(tǒng)可以包括電站控制系統(tǒng)，電站控制系統(tǒng)控制逆變器和輔助電源，測量來自光伏陣列的功率的變化率，并且調(diào)整輔助功率輸出。該系統(tǒng)可以包括組合的光伏陣列和輔助電源的輸出功率，該輸出功率被設(shè)定成在給定的功率輸出變化率范圍內(nèi)運行，所述給定的功率輸出變化率范圍限定最大允許的電站輸出功率變化率(正或負(fù))。該系統(tǒng)可以包括針對正負(fù)功率變化率限度的分開的且獨立可調(diào)的設(shè)定點。該系統(tǒng)可以包括在0% (零)和100%之間連續(xù)可調(diào)的正和負(fù)的功率變化率限度。該系統(tǒng)可以包括設(shè)定點，所述設(shè)定點可以預(yù)設(shè)，然后響應(yīng)于一天中的時間，當(dāng)前的、預(yù)定的或預(yù)期的光伏電站操作狀況，或者當(dāng)前的或預(yù)期的天氣狀況通過電站控制系統(tǒng)自動改變。該系統(tǒng)可以包括作為不間斷可用的源的輔助電源。輔助電源可以是公用事業(yè)供應(yīng)的能源。輔助電源可以是具有明顯有限的能源的源或高倍率可充電源。該系統(tǒng)可以包括輔助電源，輔助電源是儲能系統(tǒng)和供選擇的發(fā)電裝置中的至少一種。儲能系統(tǒng)可以是電解電池裝置、電容器、鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉電池、鋰離子電池、液流電池或者機械動力和/ 或勢能存儲裝置中的一種。供選擇的發(fā)電裝置可以是燃料電池、風(fēng)力渦輪發(fā)電機、飛輪發(fā)電機、氣體燃料原動機、液體燃料原動機或壓縮氣體提供動力的原動機中的一種。該系統(tǒng)可以包括輔助電源，輔助電源是這樣的源，其具有適于如在此所描述的系統(tǒng)構(gòu)造和操作模式的功率和能量與動態(tài)響應(yīng)。由于光伏電站的可能的功率輸出變化率可以比較快，所以輔助電源可以具有更快速響應(yīng)的能力。輔助電源可以是不間斷可用的公用事業(yè)供應(yīng)的能源。輔助電源可以是儲能明顯有限的高倍率可充電源。輔助電源可以是儲能非常大的低倍率可充電輔助電源。儲能系統(tǒng)可以包括用來轉(zhuǎn)換并存儲能量的機械和/或電氣裝置。儲能系統(tǒng)可以是但不限于電解電池裝置、電容器、鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉電池、鋰離子電池、液流電池或者機械動力和/或勢能存儲裝置中的一種。輔助電源可以是供選擇的發(fā)電裝置。供選擇的發(fā)電裝置可以是但不限于燃料電池、風(fēng)力渦輪發(fā)電機、飛輪發(fā)電機、氣體燃料燃燒原動機-發(fā)電機、液體燃料原動機-發(fā)電機、壓縮氣體提供動力的原動機-發(fā)電機或它們的組合中的一種，包括空氣提供動力的原動機-發(fā)電機。該系統(tǒng)可以包括輔助電源，輔助電源是儲能系統(tǒng)和供選擇的發(fā)電裝置中的至少一種。該系統(tǒng)可以包括多種儲能裝置類型、多種發(fā)電裝置類型或者多種儲能和發(fā)電裝置的最佳組合。該系統(tǒng)可以包括由儲能系統(tǒng)組成的輔助電源。當(dāng)光伏輸出功率變化率超過功率輸出變化率范圍的正限時，電站控制系統(tǒng)可以增大輔助電源中存儲的能量的水平。當(dāng)光伏輸出功率變化率超過功率輸出變化率范圍的正限時，所述系統(tǒng)可以減小光伏功率。當(dāng)光伏輸出功率變化率在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)時，電站控制系統(tǒng)可以保持輔助電源中存儲恒定水平的能量。當(dāng)光伏輸出功率變化率在功率輸出變化率范圍的負(fù)限以下時，電站控制系統(tǒng)可以減小輔助電源中存儲的能量的水平。該系統(tǒng)可以包括與標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度相比具有更緊容限的二次正負(fù)功率變化率限度。該系統(tǒng)可以包括設(shè)定點，所述設(shè)定點限定輔助電源中存儲的能量的上下容量限度，上下容量限度用來確定從標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度到二次功率變化率限度的轉(zhuǎn)變。該系統(tǒng)可以包括輔助電源中存儲能量的上下容量滯后限度，用來確定從二次功率變化率限度到標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度的轉(zhuǎn)變。當(dāng)存儲的能量的水平落在下容量限度以下時，電站控制系統(tǒng)可以切換到二次正功率變化率限度，以便于在輸出功率變化率為正時對輔助電源快速充電。當(dāng)輔助電源中存儲的能量的水平上升到下容量滯后限度以上時，電站控制系統(tǒng)可以返回到標(biāo)準(zhǔn)正功率變化率限度。當(dāng)存儲的能量的水平上升到上容量限度以上時，電站控制系統(tǒng)可以切換到二次負(fù)功率變化率限度，以便于在輸出功率變化率為負(fù)時對輔助電源進行快速放電。當(dāng)輔助電源中存儲的能量的水平落在上容量滯后限度以下時，電站控制系統(tǒng)可以返回到標(biāo)準(zhǔn)負(fù)功率變化率限度。該系統(tǒng)可以包括電站控制系統(tǒng)，電站控制系統(tǒng)控制組合的光伏陣列和輔助電源的輸出功率在恒定的功率水平下運行。該系統(tǒng)可以包括針對正負(fù)功率變化率限度的分開的且獨立可調(diào)的設(shè)定點。該系統(tǒng)可以包括設(shè)定點，這些設(shè)定點限制在0% (零)和100%之間連續(xù)可調(diào)的正和負(fù)的電站功率輸出變化率。電站控制系統(tǒng)可以操作電站保持恒定調(diào)度設(shè)定點。該系統(tǒng)可以操作電站保持恒定的調(diào)度設(shè)定點。該系統(tǒng)可以操作電站遵循由一系列不同的調(diào)度設(shè)定點組成的調(diào)度表。當(dāng)光伏電站輸出大于調(diào)度設(shè)定點時，該系統(tǒng)可以增加輔助電源中存儲的能量的水平。當(dāng)光伏電站輸出小于調(diào)度設(shè)定點時，該系統(tǒng)可以降低輔助電源中存儲的能量的水平。當(dāng)調(diào)度設(shè)定點改變時，該系統(tǒng)可以限制組合的光伏功率和輔助電源的變化率，使其在功率輸出變化率范圍內(nèi)運行。該系統(tǒng)可以包括由發(fā)電裝置組成的輔助電源。當(dāng)光伏功率變化率超過功率輸出變化率范圍的正限時，電站控制系統(tǒng)可以減小從輔助電源輸出的功率。當(dāng)光伏功率變化率在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)時，電站控制系統(tǒng)可以保持來自輔助電源的恒定的功率輸出。當(dāng)光伏功率變化率在功率輸出變化率范圍的負(fù)限以下時，電站控制系統(tǒng)可以增大從輔助電源輸出的功率。當(dāng)光伏輸出功率變化率超過功率輸出變化率范圍的正限時，電站控制系統(tǒng)可以減小光伏功率。如果光伏功率增大或減小，則電站控制系統(tǒng)可以將輸出功率保持在恒定的水平。該系統(tǒng)可以包括多種儲能裝置、多種發(fā)電裝置或者多種儲能和發(fā)電裝置的組合。電站控制系統(tǒng)還可以包括慣性設(shè)定點，用來抑制在轉(zhuǎn)變到不同的功率變化率狀況時(包括負(fù)功率變化率到正功率變化率狀況，或從正功率變化率變?yōu)樨?fù)功率變化率狀況) 電站輸出功率變化率的比率。該系統(tǒng)還可以包括在確定何時應(yīng)做出功率輸出變化率的變化以及確定功率變化率限度的近似新值時，使用電站輻照度測量值作為先行指標(biāo)。該系統(tǒng)還可以包括當(dāng)電站測量的輻照度值達到相對穩(wěn)定的最小值或最大值時，減慢或減小電站輸出變化率。該系統(tǒng)還可以包括如果輻照度測量值正在增大，則調(diào)整儲能系統(tǒng)中增加存儲的能量的比率，直到允許的正功率變化率限度。該系統(tǒng)還可以包括如果輻照度測量值正在減小，則調(diào)整儲能系統(tǒng)中減小存儲的能量的比率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。該系統(tǒng)還可以包括如果輻照度測量值正在增大，則調(diào)整輔助功率減小的比率，直到允許的正功率變化率限度。該系統(tǒng)還可以包括如果輻照度測量值正在減小，則調(diào)整輔助功率增大的比率， 直到允許的負(fù)功率變化率限度。電站控制系統(tǒng)還可以包括電站操作，以遵循通過太陽能產(chǎn)生預(yù)報技術(shù)確定的預(yù)定能量/功率調(diào)度。能量/動力預(yù)報調(diào)度可以預(yù)測電站每工時預(yù)期的能量和平均功率。該系統(tǒng)還可以包括基于小時時間段內(nèi)的平均預(yù)報功率的上功率預(yù)報限和下功率預(yù)報限。該系統(tǒng)還可以包括如果電站輸出功率在上下功率預(yù)報限內(nèi)，則減小或增大輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以將電站輸出變化率保持在功率輸出變化率范圍內(nèi)。該系統(tǒng)還可以包括如果電站輸出功率接近下功率預(yù)報限，則減小儲能系統(tǒng)中儲存的能量的水平，以保持恒定的電站輸出功率。該系統(tǒng)還可以包括如果電站輸出功率接近上功率預(yù)報限，則增大儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以保持恒定的電站輸出功率。該系統(tǒng)還可以包括如果電站輸出功率接近下功率預(yù)報限，則增大輔助功率，以保持恒定的電站輸出功率。該系統(tǒng)還可以包括如果電站輸出功率接近上功率預(yù)報限，則減小儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以保持恒定的電站輸出功率。該系統(tǒng)還可以包括當(dāng)從一個預(yù)定工時轉(zhuǎn)變到下一預(yù)定工時時，限制組合的光伏和輔助電源的變化率，以在功率輸出變化率范圍內(nèi)運行。該電站控制系統(tǒng)還可以包括調(diào)整輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以控制電站輸出，以使得基于與公用事業(yè)稅率結(jié)構(gòu)和稅則有關(guān)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)、因偏離預(yù)定產(chǎn)能的凈能偏差而導(dǎo)致的任何稅罰最小化。電站控制系統(tǒng)可以預(yù)計云層來調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平，以補償云層。 當(dāng)預(yù)報或?qū)嶋H上檢測到云層時，電站控制系統(tǒng)可以增大輔助功率或存儲的能量的水平。在沒有云層的情況下，電站控制系統(tǒng)可以調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平。當(dāng)預(yù)報或?qū)嶋H上檢測到?jīng)]有云層時，電站控制系統(tǒng)可以減小輔助功率或存儲的能量的水平。為了電網(wǎng)調(diào)頻、輔助服務(wù)或負(fù)荷轉(zhuǎn)移，電站控制系統(tǒng)可以調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平。用來產(chǎn)生較少變化的輸出功率的系統(tǒng)可以包括光伏陣列；連接到光伏陣列的逆變器；以及輔助電源，其中，輔助電源產(chǎn)生輸出到電網(wǎng)的交流輸出功率。該系統(tǒng)可以包括電站控制系統(tǒng)，電站控制系統(tǒng)控制逆變器和輔助電源，測量來自光伏陣列的功率的變化率，并且調(diào)整輔助功率輸出。該系統(tǒng)可以包括組合的光伏電站和輔助電站的輸出功率，該輸出功率被設(shè)定成在給定的功率輸出變化率范圍內(nèi)運行，所述給定的功率輸出變化率范圍限定最大允許的電站輸出功率變化率(正或負(fù))。該系統(tǒng)可以包括針對正負(fù)功率變化率限度的分開的且獨立可調(diào)的設(shè)定點。該系統(tǒng)可以包括在0% (零)和100%之間連續(xù)可調(diào)的正和負(fù)的功率變化率限度。該系統(tǒng)可以包括設(shè)定點，所述設(shè)定點可以預(yù)設(shè)，然后響應(yīng)于一天中的時間，當(dāng)前的、預(yù)定的或預(yù)期的光伏電站操作狀況、以及當(dāng)前的或預(yù)期的天氣狀況通過電站控制系統(tǒng)自動改變。該系統(tǒng)可以包括作為不間斷可用的源的輔助電源。輔助電源可以是公用事業(yè)供應(yīng)的能源。輔助電源可以是具有明顯有限的能源的源或高倍率可充電源。該系統(tǒng)可以包括輔助電源，輔助電源是儲能系統(tǒng)和供選擇的發(fā)電裝置中的至少一種。儲能系統(tǒng)可以是電解電池裝置、電容器、鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉電池、鋰離子電池、液流電池或者機械動力和/ 或勢能存儲裝置中的一種。供選擇的發(fā)電裝置可以是燃料電池、風(fēng)力渦輪發(fā)電機、飛輪發(fā)電機、氣體燃料原動機、液體燃料原動機或壓縮氣體提供動力的原動機中的一種。該系統(tǒng)可以包括輔助電源，輔助電源是這樣的源，其具有適于如在此所描述的系統(tǒng)構(gòu)造和操作模式的功率和能量與動態(tài)響應(yīng)。由于光伏電站的可能的功率輸出變化率可以比較快，所以輔助電源可以具有更快速響應(yīng)的能力。輔助電源可以是不間斷可用的公用事業(yè)供應(yīng)的能源。輔助電源可以是儲能明顯有限的高倍率可充電源。輔助電源可以是儲能非常大的低倍率可充電輔助電源。儲能系統(tǒng)可以包括用來轉(zhuǎn)換并存儲能量的機械和/或電氣裝置。儲能系統(tǒng)可以是但不限于電解電池裝置、電容器、鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉電池、鋰離子電池、液流電池或者機械動力和/或勢能存儲裝置中的一種。輔助電源可以是供選擇的發(fā)電裝置。供選擇的發(fā)電裝置可以是但不限于燃料電池、風(fēng)力渦輪發(fā)電機、飛輪發(fā)電機、氣體燃料燃燒原動機-發(fā)電機、液體燃料原動機-發(fā)電機、壓縮氣體提供動力的原動機-發(fā)電機或它們的組合中的一種，包括空氣提供動力的原動機-發(fā)電機。該系統(tǒng)可以包括輔助電源，輔助電源是儲能系統(tǒng)和供選擇的發(fā)電裝置中的至少一種。該系統(tǒng)可以包括多種儲能裝置類型、多種發(fā)電裝置類型或者多種儲能和發(fā)電裝置的最佳組合。該系統(tǒng)可以包括由儲能系統(tǒng)組成的輔助電源。當(dāng)光伏輸出功率變化率超過功率輸出變化率范圍的正限時，電站控制系統(tǒng)可以增大輔助電源中存儲的能量的水平。當(dāng)光伏輸出功率變化率超過功率輸出變化率范圍的正限時，所述系統(tǒng)可以減小光伏功率。當(dāng)光伏輸出功率變化率在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)時，電站控制系統(tǒng)可以保持輔助電源中存儲恒定水平的能量。當(dāng)光伏輸出功率變化率在功率輸出變化率范圍的負(fù)限以下時，電站控制系統(tǒng)可以減小輔助電源中存儲的能量的水平。該系統(tǒng)可以包括與標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度相比具有更緊容限的二次正負(fù)功率變化率限度。該系統(tǒng)可以包括設(shè)定點，所述設(shè)定點限定輔助電源中存儲的能量的上下容量限度，上下容量限度用來確定從標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度到二次功率變化率限度的轉(zhuǎn)變。該系統(tǒng)可以包括輔助電源中存儲能量的上下容量滯后限度，用來確定從二次功率變化率限度到標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度的轉(zhuǎn)變。當(dāng)存儲的能量的水平落在下容量限度以下時，電站控制系統(tǒng)可以切換到二次正功率變化率限度，以便于在輸出功率變化率為正時對輔助電源快速充電。當(dāng)輔助電源中存儲的能量的水平上升到下容量滯后限度以上時，電站控制系統(tǒng)可以返回到標(biāo)準(zhǔn)正功率變化率限度。當(dāng)存儲的能量的水平上升到上容量限度以上時，電站控制系統(tǒng)可以切換到二次負(fù)功率變化率限度，以便于在輸出功率變化率為負(fù)時對輔助電源進行快速放電。當(dāng)輔助電源中存儲的能量的水平落在上容量滯后限度以下時，電站控制系統(tǒng)可以返回到標(biāo)準(zhǔn)負(fù)功率變化率限度。該系統(tǒng)可以包括電站控制系統(tǒng)，電站控制系統(tǒng)控制組合的光伏陣列電站和輔助電源的電站輸出功率在恒定的功率水平下運行。該系統(tǒng)可以包括針對正負(fù)功率變化率限度的分開的且獨立可調(diào)的設(shè)定點。該系統(tǒng)可以包括設(shè)定點，這些設(shè)定點限制在0% (零)和 100%之間連續(xù)可調(diào)的正和負(fù)的電站功率變化率。電站控制系統(tǒng)可以操作電站保持等于調(diào)度設(shè)定點的恒定功率。該系統(tǒng)可以操作電站保持恒定的調(diào)度設(shè)定點。該系統(tǒng)可以操作電站遵循由一系列不同的調(diào)度設(shè)定點組成的調(diào)度表。當(dāng)光伏電站輸出大于調(diào)度設(shè)定點時，該系統(tǒng)可以增加輔助電源中存儲的能量的水平。當(dāng)光伏電站輸出小于調(diào)度設(shè)定點時，該系統(tǒng)可以降低輔助電源中存儲的能量的水平。當(dāng)調(diào)度設(shè)定點改變時，該系統(tǒng)可以限制組合的光伏功率和輔助電源的變化率，使其在功率輸出變化率范圍內(nèi)運行。該系統(tǒng)可以包括由發(fā)電裝置組成的輔助電源。當(dāng)光伏功率變化率超過功率輸出變化率范圍的正限時，電站控制系統(tǒng)可以減小從輔助電源輸出的功率。當(dāng)光伏功率變化率在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)時，電站控制系統(tǒng)可以保持來自輔助電源的恒定的功率輸出。當(dāng)光伏功率變化率在功率輸出變化率范圍的負(fù)限以下時，電站控制系統(tǒng)可以增大從輔助電源輸出的功率。當(dāng)光伏輸出功率變化率超過功率輸出變化率范圍的正限時，電站控制系統(tǒng)可以減小光伏功率。如果光伏功率增大或減小，則電站控制系統(tǒng)可以將輸出功率保持在恒定的水平。該系統(tǒng)可以包括多種儲能裝置、多種發(fā)電裝置或者多種儲能和發(fā)電裝置的組合。電站控制系統(tǒng)還可以包括慣性設(shè)定點，用來抑制在轉(zhuǎn)變到不同的功率變化率狀況時(包括負(fù)功率變化率到正功率變化率狀況，或從正功率變化率變?yōu)樨?fù)功率變化率狀況) 電站輸出功率變化率的比率。該系統(tǒng)還可以包括在確定何時應(yīng)做出功率輸出變化率的變化以及確定功率變化率限度的近似新值時，使用電站輻照度測量值作為先行指標(biāo)。該系統(tǒng)還可以包括當(dāng)電站測量的輻照度值達到相對穩(wěn)定的最小值或最大值時，減慢或減小電站輸出變化率。該系統(tǒng)還可以包括如果輻照度測量值正在增大，則調(diào)整儲能系統(tǒng)中增加存儲的能量的比率，直到允許的正功率變化率限度。該系統(tǒng)還可以包括如果輻照度測量值正在減小，則調(diào)整儲能系統(tǒng)中減小存儲的能量的比率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。該系統(tǒng)還可以包括如果輻照度測量值正在增大，則調(diào)整輔助功率減小的比率，直到允許的正功率變化率限度。該系統(tǒng)還可以包括如果輻照度測量值正在減小，則調(diào)整輔助功率增大的比率， 直到允許的負(fù)功率變化率限度。電站控制系統(tǒng)還可以包括電站操作，以遵循通過太陽能產(chǎn)生預(yù)報技術(shù)確定的預(yù)定能量/功率調(diào)度。能量/動力預(yù)報調(diào)度可以預(yù)測電站每工時預(yù)期的能量和平均功率。該系統(tǒng)還可以包括基于小時時間段內(nèi)的平均預(yù)報功率的上功率預(yù)報限和下功率預(yù)報限。該系統(tǒng)還可以包括如果電站輸出功率在上下功率預(yù)報限內(nèi)，則減小或增大輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以將電站輸出變化率保持在功率輸出變化率范圍內(nèi)。該系統(tǒng)還可以
16包括如果電站輸出功率接近下功率預(yù)報限，則減小儲能系統(tǒng)中儲存的能量的水平，以保持恒定的電站輸出功率。該系統(tǒng)還可以包括如果電站輸出功率接近上功率預(yù)報限，則增大儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以保持恒定的電站輸出功率。該系統(tǒng)還可以包括如果電站輸出功率接近下功率預(yù)報限，則增大輔助功率，以保持恒定的電站輸出功率。該系統(tǒng)還可以包括如果電站輸出功率接近上功率預(yù)報限，則減小儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以保持恒定的電站輸出功率。該系統(tǒng)還可以包括當(dāng)從一個預(yù)定工時轉(zhuǎn)變到下一預(yù)定工時時，限制組合的光伏和輔助電源的變化率，以在功率輸出變化率范圍內(nèi)運行。該電站控制系統(tǒng)還可以包括調(diào)整輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以控制電站輸出，以使得基于與公用事業(yè)稅率結(jié)構(gòu)和稅則有關(guān)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)、因偏離預(yù)定產(chǎn)能的凈能偏差而導(dǎo)致的任何稅罰最小化。電站控制系統(tǒng)可以預(yù)計云層變化來調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平，以補償云層變化。當(dāng)預(yù)報或?qū)嶋H上檢測到云層時，電站控制系統(tǒng)可以增大輔助功率或存儲的能量的水平。在沒有云層的情況下，電站控制系統(tǒng)可以調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平。當(dāng)預(yù)報或?qū)嶋H上檢測到?jīng)]有云層時，電站控制系統(tǒng)可以減小輔助功率或存儲的能量的水平。在從大的、連接到電網(wǎng)的光伏電站產(chǎn)生較少變化的輸出的同時，為了電網(wǎng)調(diào)頻、輔助服務(wù)或負(fù)荷轉(zhuǎn)移，電站控制系統(tǒng)可以調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平。輔助電源可以是各種類型，從使用公用事業(yè)供應(yīng)的能源的不間斷可用的源至能源明顯有限的源(包括高倍率可充電源)。由于光伏電站的可能的功率輸出變化率可以比較快，所以輔助電源可以具有更快速響應(yīng)的能力?，F(xiàn)在參照圖2，該系統(tǒng)具有規(guī)定的算法。如圖2所示，系統(tǒng)200包括連接到電站控制系統(tǒng)210的光伏陣列205。電站控制系統(tǒng)210包括DC/DC轉(zhuǎn)換器215和逆變器220。光伏陣列205連接到逆變器220，然后連接到電網(wǎng)225。另外，電池230連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器 215。作為輔助電源的電池230用來減少光伏電站輸出的可變性。電池230可以是先前描述的儲能裝置之一。正常情況下，電池230保持在近50%的荷電狀態(tài)。正常情況下，為了控制光伏陣列205的最大功率點而操作的逆變器220基于可用的輻照度將來自光伏陣列205 的功率傳遞到電網(wǎng)225。功率水平隨著可用的陽光的變化而在一天的過程中不斷地增大和減小。一天內(nèi)的變化率的標(biāo)準(zhǔn)絕對值(ABQ小于每分鐘峰值額定功率的0.5%。當(dāng)太陽可變性使光伏電站輸出功率的變化率超過標(biāo)準(zhǔn)功率輸出變化率范圍的限度時，例如快于每分鐘3% (正或負(fù))時，光伏電站控制系統(tǒng)210控制DC/DC轉(zhuǎn)換器215提供來自電池230的電流或者將電流提供給電池230，以控制進入逆變器220的電流，從而將傳遞到電網(wǎng)225的功率的變化保持在功率輪出變化率范圍的標(biāo)準(zhǔn)正負(fù)限度內(nèi)。通過分開的且獨立可變的正負(fù)功率變化率范圍來限定功率輸出變化率范圍。負(fù)功率變化率限度可以是每分鐘0與-100%之間的任一值。正功率變化率限度可以是每分鐘0與+100%之間的任一值。功率變化率限度可以由用戶來預(yù)先設(shè)定，并且可以基于當(dāng)?shù)氐目勺冃韵薅?、?dāng)前的或預(yù)定的電站運行狀況、一天中的時間或者當(dāng)前的或預(yù)報的天氣狀況通過電站控制系統(tǒng)210 來自動調(diào)整。如在此所解釋的，包括其它的用戶定義的預(yù)設(shè)項，來對功率水平、儲能控制和輔助電源操作設(shè)定邊界。例如，當(dāng)光伏功率輸出以比負(fù)功率變化率限度快的速率減小時，通過控制DC/DC轉(zhuǎn)換器電流從電池230流到逆變器220來釋放儲存在電池230內(nèi)的能量。該操作是將電池電流加入到光伏電流，從而為逆變器220提供了足夠的電流，將電站輸出功率的變化率減小至等于負(fù)功率變化率限度。以這種模式，使電池230放電，并且失去能量。 在需要時，光伏電站控制系統(tǒng)210不斷地監(jiān)測電網(wǎng)輸出功率并調(diào)整DC/DC轉(zhuǎn)換器電流的水平和方向，使得電網(wǎng)輸出功率在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)。當(dāng)光伏輸出變化率在功率變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)時，DC/DC轉(zhuǎn)換器電流最后減小到零。類似地，如果光伏功率輸出以比正功率變化率限度快的速率增大，則通過控制DC/DC轉(zhuǎn)換器電流流到電池230中來將來自光伏陣列205的電流的一部分傳遞到電池230。該操作是從光伏電流減去電池電流，從而將電站輸出功率的變化率減小至等于正功率變化率限度。以這種模式，對電池230充電， 并且儲存能量。如果隨著時間的過去，釋放和吸收的能量相等，則電池230的總的荷電狀態(tài)將只是減少充電和放電的損失。在采用能量有限的電池230(即，少于60分鐘的額定功率)的系統(tǒng)中，電站控制系統(tǒng)210監(jiān)測電池230的荷電狀態(tài)(S0C)。當(dāng)SOC達到用戶定義的下容量限時，電站控制系統(tǒng) 210調(diào)整正功率變化率限度。當(dāng)SOC達到用戶定義的上容量限時，電站控制系統(tǒng)210調(diào)整負(fù)功率變化率限度。如果電池230達到上容量限，則減小負(fù)功率變化率限度，以促進在負(fù)功率變化率狀況期間更快的放電速率，從而防止電池230達到最大容量。電站控制系統(tǒng)210包含對于上容量限的可編程滯后。包括上容量滯后限，來防止在達到上容量限之后負(fù)功率變化率限度的快速變化。為了使電站控制系統(tǒng)210將負(fù)功率變化率限度返回至其標(biāo)準(zhǔn)值，SOC 必須降至上容量滯后限以下。如果電池230達到其最大的S0C，則電站控制系統(tǒng)210將通過削減光伏功率控制逆變器220減小電站輸出變化率。如果電池230達到下容量限，則減小正功率變化率限度，以促進在正功率變化率狀況期間更快的充電速率，從而防止電池230 達到其零容量水平。電站控制系統(tǒng)210包含對于下容量限的可編程滯后。包括下容量滯后限，來防止在已經(jīng)達到下容量限之后正功率變化率限度的快速變化。為了使電站控制系統(tǒng) 210將正功率變化率限度返回到其標(biāo)準(zhǔn)值，SOC必須上升到下容量滯后限之上。如果需要的話，則控制系統(tǒng)210不斷地監(jiān)測電網(wǎng)輸出功率和電池S0C，并且自動調(diào)整電池功率水平、功率流動方向和變化率，使得電網(wǎng)輸出功率變化率包含在功率輸出變化率范圍內(nèi)并且使電池可用性最大化。當(dāng)輸出變化率在功率輸出變化率范圍內(nèi)時，將電池功率降至零。當(dāng)電池SOC 在上容量限和下容量限之間時，將正負(fù)功率變化率限度設(shè)定到它們的標(biāo)準(zhǔn)值。電站控制系統(tǒng)210還監(jiān)測功率輸出變化率狀況之間的轉(zhuǎn)變。電站控制系統(tǒng)210可以包含慣性設(shè)定點。該制定的慣性的目的是為了抑制在電站轉(zhuǎn)變到不同的功率變化率狀況時(包括從負(fù)功率變化率變?yōu)檎β首兓?，或從正功率變化率變?yōu)樨?fù)功率變化率)輸出功率變化率的比率。在確定何時應(yīng)做出功率變化率限度的變化以及確定功率變化率限度的近似新值時，電站控制系統(tǒng)210可以使用輻照度傳感器250的測量值作為先行指標(biāo)。如果輻照度測量值達到穩(wěn)定的最小或最大值，則電站控制系統(tǒng)210可以將電站輸出變化率減慢至每分鐘將近0%。如果輻照度傳感器250指示輻照度水平正在增大，則電站控制系統(tǒng)210 將控制DC/DC轉(zhuǎn)換器215調(diào)整電池230充電的倍率，直到允許的正功率變化率限度。如果輻照度傳感器250指示輻照度水平正在減小，則電站控制系統(tǒng)210將控制DC/DC轉(zhuǎn)換器215 調(diào)整電池230放電的倍率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。從天氣預(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)245并從基于地面的太陽輻射傳感器250接收另外的電站控制輸入。在光伏陣列位置205處的地面上的傳感器250和沿盛行風(fēng)和主要天氣的大體方向離光伏電站在合適距離內(nèi)的傳感器250用來確定近期云層，以管理電站輸出和儲能系統(tǒng)的SOC0如果由傳感器250來檢測云層的近期變化，那么電站控制系統(tǒng)210可以預(yù)測對光伏電站輻照度水平的影響，并按需要通過對電池230充電或放電將電池230的SOC調(diào)整得較高或較低，以使電站輸出可變性最小化。只要電站控制系統(tǒng)210基于天氣預(yù)報數(shù)據(jù)確定將不需要儲能系統(tǒng)來減少光伏電站可變性，電站控制系統(tǒng)210就使電池230基于輔助源容量而可用于電網(wǎng)調(diào)頻、其它的營利性輔助服務(wù)和峰值負(fù)荷轉(zhuǎn)移。天氣預(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)245也可以提供通過太陽能產(chǎn)生預(yù)報技術(shù)確定的預(yù)定能量/功率調(diào)度。能量/功率預(yù)報調(diào)度可以預(yù)測電站每工時預(yù)期的能量和平均功率?；趶奶鞖忸A(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)245接收到的預(yù)報，控制系統(tǒng)210可以基于小時時間段內(nèi)的平均預(yù)報功率來設(shè)定上功率預(yù)報限和下功率預(yù)報限。在每個小時時間段內(nèi)，電站控制系統(tǒng)210監(jiān)測電站輸出功率。如果電站輸出功率在該小時處于上下功率預(yù)報限內(nèi)，則電站控制系統(tǒng)210將操作電站使電站輸出的變化率保持在在此描述的功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)。如果在該小時內(nèi)達到上功率預(yù)報限，則電站控制系統(tǒng)210將控制DC/DC轉(zhuǎn)換器215對電池230充電，以將電站輸出的功率保持為恒等于上功率預(yù)報限。如果在該小時內(nèi)達到下功率預(yù)報限，則電站控制系統(tǒng)210將控制DC/DC轉(zhuǎn)換器215使電池230放電，以將電站輸出的功率保持為恒等于下功率預(yù)報限。當(dāng)改變調(diào)度間隔時，電站控制系統(tǒng)210將控制DC/DC轉(zhuǎn)換器215使電站輸出功率的變化率保持在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)。包括天氣預(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)245的目的是為了使基于與公用事業(yè)稅率結(jié)構(gòu)和稅則有關(guān)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)、因偏離預(yù)定產(chǎn)能的凈能偏差而導(dǎo)致的任何稅罰最小化。在采用較高容量儲能源的系統(tǒng)(即，多于60分鐘的額定功率)中，用來減少輸出功率的可變性的光伏電站控制算法是適應(yīng)的，使得在滾動時間段內(nèi)求平均得到的電池的充放電倍率、電池的荷電狀態(tài)(SOC)和電池能量輸入/輸出用來調(diào)整功率輸出變化率范圍的正負(fù)限。通過使標(biāo)準(zhǔn)電站輸出隨著可變性、輻值和占空比增大而減小以及使標(biāo)準(zhǔn)電站輸出功率隨著可變性、輻值和占空比減小而增大，該算法使儲能容量最優(yōu)化。該算法的目的是代替光伏陣列205隨著時間的過去的損失加上釋放的能量。如果逆變器220可用的功率大于逆變器220的最大容量(逆變器220的作為削波或限流而公知的操作模式確定該最大容量)，則電站控制系統(tǒng)210將控制DC/DC轉(zhuǎn)換器215以允許逆變器220將最大功率傳遞給電網(wǎng)225的倍率對電池230充電，而無需削波或限流。如果需要的話，則控制系統(tǒng)210不斷地監(jiān)測電網(wǎng)輸出功率和電池S0C，并且自動調(diào)整電池功率水平、功率流動方向和變化率，使得電網(wǎng)輸出功率變化率處于功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)并且使電池可用性最大化。當(dāng)電站輸出變化率在功率變化率限度內(nèi)時，將電池功率降至零。當(dāng)電池SOC在高水平和低水平之間時，將正負(fù)功率變化率限度設(shè)定成它們的標(biāo)準(zhǔn)值。該；法的一天操作循環(huán)在圖6中示出ο在采用較高容量儲能源的系統(tǒng)(即，多于60分鐘的額定功率)中，用來減少輸出功率的可變性的光伏電站控制算法可以是恒定的調(diào)度信號。應(yīng)當(dāng)由電站控制系統(tǒng)210來限定調(diào)度信號。通過使得與峰值公用事業(yè)需求和最高的時段(TOD)費率相符合而傳輸標(biāo)準(zhǔn)電站輸出能量，該算法使儲能容量最優(yōu)化。通過這種控制方法，電站根據(jù)調(diào)度設(shè)定點輸出恒定功率水平。電站輸出被限制為在上述的功率輸出變化率范圍內(nèi)運行。如果調(diào)度水平改變， 則電站輸出功率將被調(diào)整成不超過正功率變化率限度或負(fù)功率變化率限度。該算法的目的是提供恒定的功率輸出，使經(jīng)濟調(diào)度最大化，并恢復(fù)光伏陣列205隨著時間的過去的損失加上釋放的能量。如果逆變器220可用的功率大于調(diào)度設(shè)定點，則電站控制系統(tǒng)210將控制DC/DC轉(zhuǎn)換器215以允許逆變器220向電網(wǎng)225傳遞恒定功率的倍率對電池230充電。 如果逆變器220可用的功率小于調(diào)度設(shè)定點，則電站控制系統(tǒng)210將控制DC/DC轉(zhuǎn)換器215 以允許逆變器220向電網(wǎng)225傳遞恒定功率的倍率對電池230放電。控制系統(tǒng)210不斷電監(jiān)測電網(wǎng)輸出功率和電池S0C，并自動地調(diào)整電池功率水平，功率流動方向，使得電網(wǎng)輸出功率根據(jù)調(diào)度設(shè)定點而恒定。如果電站控制系統(tǒng)210被指示改變其調(diào)度設(shè)定點，則電站控制系統(tǒng)以使電站輸出保持在功率輸出變化率范圍的限度內(nèi)的比率來升高或降低輸出功率?，F(xiàn)在參照圖3，該系統(tǒng)具有規(guī)定的算法。如圖3所示，系統(tǒng)300包括連接到電站控制系統(tǒng)310的光伏陣列305。電站控制系統(tǒng)310包括電池逆變器315和光伏逆變器320。光伏陣列305連接到光伏逆變器320，然后連接到電網(wǎng)325。另外，電池330可以是先前描述的儲能裝置之一。電池330正常保持在近50%的荷電狀態(tài)。連接到電池逆變器315的電池 330用來減小光伏電站輸出的可變性。然而，與在圖2的系統(tǒng)中不同，電池逆變器315連接在逆變器320的AC或電網(wǎng)側(cè)。當(dāng)光伏電站輸出功率的變化率超過功率輸出變化率范圍的限度時，例如快于每分鐘3% (正或負(fù))時，電站控制系統(tǒng)310控制電池逆變器315提供來自電池330的功率或者將功率提供給電池330，從而將傳遞到電網(wǎng)325的功率的變化保持在功率輸出變化率范圍的標(biāo)準(zhǔn)正負(fù)限內(nèi)。通過分開的且獨立可變的正負(fù)功率變化率限度來限定功率輸出變化率范圍。負(fù)功率變化率限度可以是每分鐘0與-100%之間的任一值。正功率變化率限度可以是每分鐘0與+100%之間的任一值。功率變化率限度可以由用戶來預(yù)先設(shè)定，并且可以基于當(dāng)?shù)氐目勺冃韵薅取?dāng)前的或預(yù)定的電站運行狀況、一天中的時間或者當(dāng)前的或預(yù)報的天氣狀況通過電站控制系統(tǒng)310來自動調(diào)整。如在此所解釋的，包括其它的用戶定義的預(yù)設(shè)項，來對功率水平、儲能控制和輔助電源操作設(shè)定邊界。例如，當(dāng)光伏功率以比負(fù)功率變化率限度快的速率減小時，通過控制電池逆變器功率從電池330流到電網(wǎng)325來釋放儲存在電池330內(nèi)的能量。該操作是將電池功率加入到光伏電站輸出功率，從而將電站功率輸出的變化率減小至等于負(fù)功率變化率限度。以這種模式，使電池330放電，并且失去能量。在需要時，光伏電站控制系統(tǒng)310不斷地監(jiān)測電網(wǎng)輸出功率，并調(diào)整電池逆變器功率水平和方向，使得電網(wǎng)輸出功率在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)。當(dāng)光伏輸出變化率在功率變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)時，電池逆變器電流最后減小到零。類似地，如果光伏輸出功率以比正功率變化率限度快的速率增大，則通過控制電池逆變器功率流到電池330中來將光伏電站輸出功率的一部分傳遞到電池330。該操作是從光伏電站輸出功率減去電池功率，從而將電站輸出功率的變化率減小至等于正功率變化率限度。以這種模式，對電池330充電，并且儲存能量。如果隨著時間的過去，釋放和吸收的能量相等，則電池的總的荷電狀態(tài)將只是減少充電和放電的損失。在采用能量有限的電池330( S卩，少于60分鐘的額定功率)的系統(tǒng)中，控制系統(tǒng) 310監(jiān)測電池330的荷電狀態(tài)(SOC)。當(dāng)SOC達到用戶定義的下容量限時，電站控制系統(tǒng) 310調(diào)整正功率變化率限度。當(dāng)SOC達到用戶定義的上容量限時，電站控制系統(tǒng)310調(diào)整負(fù)功率變化率限度。如果電池330達到上容量限，則減少負(fù)功率變化率限度，以促進在負(fù)功率變化率狀況期間更快的放電速率，從而防止電池330達到最大容量。電站控制系統(tǒng)310包含對于上容量限的可編程滯后。包括上容量滯后限，來防止在達到上容量限之后負(fù)功率變化率限度的快速變化。為了使電站控制系統(tǒng)310將負(fù)功率變化率限度返回至其標(biāo)準(zhǔn)值，SOC 必須降至上容量滯后限以下。如果電池330達到其最大的S0C，則電站控制系統(tǒng)310將通過削減光伏功率控制逆變器320減少電站輸出變化率。如果電池330達到下容量限，則減小正功率變化率限度，以促進在正功率變化率狀況期間更快的充電速率，從而防止電池330 達到其零容量水平。電站控制系統(tǒng)310包含對于下容量限的可編程滯后。包括下容量滯后限，來防止在已經(jīng)達到下容量限之后正功率變化率限度的快速變化。為了使電站控制系統(tǒng) 310將正功率變化率限度返回到其標(biāo)準(zhǔn)值，SOC必須上升到下容量滯后限之上。如果需要的話，則控制系統(tǒng)310不斷地監(jiān)測電網(wǎng)輸出功率和電池S0C，并且自動調(diào)整電池功率水平、 功率流動方向和變化率，使得電網(wǎng)輸出功率變化率在該運行范圍內(nèi)并且使電池可用性最大化。當(dāng)輸出變化率在功率輸出變化率范圍內(nèi)時，將電池功率降至零。當(dāng)電池SOC在上容量限和下容量限之間時，將正負(fù)功率變化率限度設(shè)定到它們的標(biāo)準(zhǔn)值。圖7中示出了該算法的一天的操作循環(huán)。電站控制系統(tǒng)310還監(jiān)測功率輸出變化率狀況之間的轉(zhuǎn)變。電站控制系統(tǒng)310可以包含慣性設(shè)定點。該制定的慣性的目的是為了抑制在電站轉(zhuǎn)變到不同的功率變化率狀況時(包括從負(fù)功率變化率變?yōu)檎β首兓?，或從正功率變化率變?yōu)樨?fù)功率變化率)功率輸出變化率的比率。在確定何時應(yīng)做出功率變化率限度的變化以及確定功率變化率限度的近似新值時，電站控制系統(tǒng)310可以使用輻照度傳感器350的測量值作為先行指標(biāo)。如果輻照度測量值達到穩(wěn)定的最小或最大值，則電站控制系統(tǒng)310可以將電站輸出變化率減慢至每分鐘將近0%。如果輻照度傳感器350指示輻照度水平正在增大，則電站控制系統(tǒng)310 將控制電池逆變器315調(diào)整電池330充電的倍率，直到允許的正功率變化率限度。如果輻照度傳感器350指示輻照度水平正在減小，則電站控制系統(tǒng)310將控制電池逆變器315調(diào)整電池330放電的倍率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。從天氣預(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)345并從基于地面的太陽輻射傳感器350接收另外的電站控制輸入。在光伏陣列位置305處的地面上的傳感器350和沿盛行風(fēng)和主要天氣的大體方向離光伏電站在合適距離內(nèi)的傳感器350用來確定近期云層，以管理電站輸出和儲能系統(tǒng)的 SOC0如果由傳感器350來檢測云層的近期變化，那么電站控制系統(tǒng)310可以預(yù)測對光伏電站輻照度水平的影響，并按需要通過對電池330充電或放電將電池330的SOC調(diào)整得較高或較低，以使電站輸出可變性最小化。只要電站控制系統(tǒng)310基于天氣預(yù)報數(shù)據(jù)確定將不需要儲能系統(tǒng)來減少光伏電站可變性，電站控制系統(tǒng)310就使電池330基于輔助源容量而可用于電網(wǎng)調(diào)頻、其它的營利性輔助服務(wù)和峰值負(fù)荷轉(zhuǎn)移。天氣預(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)345也可以提供通過太陽能產(chǎn)生預(yù)報技術(shù)確定的預(yù)定能量/功率調(diào)度。能量/功率預(yù)報調(diào)度可以預(yù)測電站每工時預(yù)期的能量和平均功率?；趶奶鞖忸A(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)345接收到的預(yù)報，控制系統(tǒng)310可以基于小時時間段內(nèi)的平均預(yù)報功率來設(shè)定上功率預(yù)報限和下功率預(yù)報限。在每個小時時間段內(nèi)，電站控制系統(tǒng)310監(jiān)測電站輸出功率。如果電站輸出功率在該小時處于上下功率預(yù)報限內(nèi)，則電站控制系統(tǒng)310將操作電站使電站輸出的變化率保持在在此描述的功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)。如果在該小時內(nèi)達到上功率預(yù)報限，則電站控制系統(tǒng)310將控制電池逆變器315對電池330充電，以將電站輸出的功率保持為恒等于上功率預(yù)報限。如果在該小時內(nèi)達到下功率預(yù)報限，則電站控制系統(tǒng)310將控制電池逆變器315使電池330放電，以將電站輸出的功率保持為恒等于下功率預(yù)報限。當(dāng)改變調(diào)度間隔時，電站控制系統(tǒng)310將控制電池逆變器315使電站輸出功率的變化率保持在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)。包括天氣預(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)345的目的是為了使基于與公用事業(yè)稅率結(jié)構(gòu)和稅則有關(guān)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)、因偏離預(yù)定產(chǎn)能的凈能偏差而導(dǎo)致的任何稅罰最小化。在采用較高容量儲能源的系統(tǒng)(即，多于60分鐘的額定功率)中，用來減少輸出功率的可變性的光伏電站控制算法是適應(yīng)的，使得在滾動時間段內(nèi)求平均得到的電池的充放電倍率、電池的荷電狀態(tài)(SOC)和電池能量輸入/輸出用來調(diào)整功率輸出變化率范圍的正負(fù)限。通過使標(biāo)準(zhǔn)電站輸出隨著可變性、輻值和占空比增大而減小以及使標(biāo)準(zhǔn)電站輸出功率隨著可變性、輻值和占空比減小而增大，該算法使儲能容量最優(yōu)化。該算法的目的是代替光伏陣列隨著時間的過去的損失加上釋放的能量。在采用較高容量儲能源的系統(tǒng)(即，多于60分鐘的額定功率)中，用來減少輸出功率的可變性的光伏電站控制算法可以是恒定的調(diào)度信號，應(yīng)當(dāng)由電站控制系統(tǒng)310來限定調(diào)度信號。通過使得與峰值公用事業(yè)需求和最高的時段(TOD)費率相符合而傳輸標(biāo)準(zhǔn)電站輸出能量，該算法使儲能容量最優(yōu)化。通過這種控制方法，電站根據(jù)調(diào)度設(shè)定點輸出恒定功率水平。電站輸出被限制為在上述的功率輸出變化率范圍內(nèi)運行。如果調(diào)度水平改變，則電站輸出功率將被調(diào)整成不超過正功率變化率限度或負(fù)功率變化率限度。該算法的目的是提供恒定的功率輸出，使經(jīng)濟調(diào)度最大化，并恢復(fù)光伏陣列305隨著時間的過去的損失加上釋放的能量。如果光伏逆變器320傳遞的功率大于調(diào)度設(shè)定點，則電站控制系統(tǒng)310將控制電池逆變器315以允許系統(tǒng)向電網(wǎng)325提供恒定功率的倍率對電池330充電。如果光伏逆變器320傳遞的功率小于調(diào)度設(shè)定點，則電站控制系統(tǒng)310將控制電池逆變器315以允許系統(tǒng)向電網(wǎng)325傳遞恒定功率的倍率對電池330放電?？刂葡到y(tǒng)310不斷地監(jiān)測電網(wǎng)輸出功率和電池S0C，并自動地調(diào)整電池功率水平、功率流動方向，使得電網(wǎng)輸出功率根據(jù)調(diào)度設(shè)定點而恒定。如果電站控制系統(tǒng)310被指示改變其調(diào)度設(shè)定點，則電站控制系統(tǒng)以使電站輸出保持在功率輸出變化率范圍的限度內(nèi)的比率來升高或降低輸出功率?，F(xiàn)在參照圖4，該系統(tǒng)具有規(guī)定的算法。如圖4所示，系統(tǒng)400包括連接到電站控制系統(tǒng)410的光伏陣列405。電站控制系統(tǒng)410包括發(fā)電機415和光伏逆變器420。光伏陣列405連接到光伏逆變器420，然后連接到電網(wǎng)425。發(fā)電機415可以是先前描述的類型之一。發(fā)電機415連接到電網(wǎng)425，并且以負(fù)荷水平來正常操作，所述負(fù)荷水平允許發(fā)電機 415增大或減小等于光伏電站額定AC輸出的近30 %至40 %的量。10麗額定光伏電站將需要能夠以IOMW峰值功率(非持續(xù)的)操作的發(fā)電站，并且正常情況下將在工作日期間以等于光伏電站輸出的65%的負(fù)荷點來操作。發(fā)電機415用來減少光伏電站輸出的可變性。與在圖3的系統(tǒng)相同，發(fā)電機415連接在光伏逆變器420的AC或電網(wǎng)側(cè)。當(dāng)光伏電站輸出功率的變化率超過功率輸出變化率范圍的限度時，例如每分鐘快于3% (正或負(fù))時，電站控制系統(tǒng)410控制發(fā)電機415增大或減小功率，以控制傳遞到電網(wǎng)425的功率的變化。如上所述，通過分開的且獨立可變的正負(fù)功率變化率限度來限定功率輸出變化率范圍。負(fù)功率變化率限度可以是每分鐘0與-100%之間的任一值。正功率變化率限度可以是每分鐘0與+100%之間的任一值。功率變化率限度可以由用戶來預(yù)先設(shè)定，并且可以基于當(dāng)?shù)氐目勺冃韵薅?、?dāng)前的或預(yù)定的電站運行狀況、一天中的時間或者當(dāng)前的或預(yù)報的天氣狀況通過電站控制系統(tǒng)410來自動調(diào)整。如在此所解釋的，包括其它的用戶定義的預(yù)設(shè)項，來對功率水平和輔助電源操作設(shè)定邊界。例如，當(dāng)光伏功率以比負(fù)功率變化率限度快的速率減小時，將發(fā)電機功率加到電網(wǎng)425。該操作加入到光伏電站輸出功率，從而將電站輸出功率的變化率減小至等于負(fù)功率變化率限度。在需要時，光伏電站控制系統(tǒng)410不斷地監(jiān)測電網(wǎng)輸出功率，并調(diào)整發(fā)電機功率水平，使得電網(wǎng)輸出功率在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)。當(dāng)光伏輸出變化率在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)時，發(fā)電機功率設(shè)定為其標(biāo)準(zhǔn)的工作負(fù)荷點。類似地，如果光伏輸出功率以比正功率變化率限度快的速率增大，則發(fā)電機功率減小。該操作是從光伏電站輸出功率減去功率，從而將電站輸出功率的變化率減小至等于正功率變化率限度。電站控制系統(tǒng)410還監(jiān)測功率輸出變化率狀況之間的轉(zhuǎn)變。電站控制系統(tǒng)410可以包含慣性設(shè)定點。該制定的慣性的目的是為了抑制在電站轉(zhuǎn)變到不同的功率變化率狀況時(包括從負(fù)功率變化率變?yōu)檎β首兓?，或從正功率變化率變?yōu)樨?fù)功率變化率)功率輸出變化率的比率。在確定何時應(yīng)做出功率變化率限度的變化以及確定功率變化率限度的近似新值時，電站控制系統(tǒng)410可以使用輻照度傳感器450的測量值作為先行指標(biāo)。如果輻照度測量值達到穩(wěn)定的最小或最大值，則電站控制系統(tǒng)410可以將電站輸出變化率減小至每分鐘將近0%。如果輻照度傳感器450指示輻照度水平正在增大，則電站控制系統(tǒng)410 將調(diào)整發(fā)電機415減小其輸出功率的比率，直到允許的正功率變化率限度。如果輻照度傳感器450指示輻照度水平正在減小，則電站控制系統(tǒng)410將調(diào)整發(fā)電機415增大其輸出功率的比率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。從天氣預(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)445并從基于地面的太陽輻射傳感器450接收另外的電站控制輸入。在光伏陣列位置405處的地面上的傳感器450和沿盛行風(fēng)和主要大氣的大體方向離光伏電站在合適距離內(nèi)的傳感器450用來確定近期云層，以管理電站輸出和發(fā)電機415 輸出的基本負(fù)荷功率。如果由傳感器450來檢測云層的近期變化，那么電站控制系統(tǒng)410 可以預(yù)測對光伏電站輻照度水平的影響，并按需要將發(fā)電機415的功率輸出調(diào)整得較高或較低，以使電站輸出可變性最小化。天氣預(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)445也可以提供通過太陽能產(chǎn)生預(yù)報技術(shù)確定的預(yù)定能量/功率調(diào)度。能量/功率預(yù)報調(diào)度可以預(yù)測電站每工時預(yù)期的能量和平均功率?；趶奶鞖忸A(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)445接收到的預(yù)報，控制系統(tǒng)410可以基于小時時間段內(nèi)的平均預(yù)報功率來設(shè)定上功率預(yù)報限和下功率預(yù)報限。在每個小時時間段內(nèi)，電站控制系統(tǒng)410監(jiān)測電站輸出功率。如果電站輸出功率在該小時處于上下功率預(yù)報限內(nèi)，則電站控制系統(tǒng)410將操作電站使電站輸出的變化率保持在在此描述的功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)。如果在該小時內(nèi)達到上功率預(yù)報限，則電站控制系統(tǒng)410將指示發(fā)電機415減小其輸出功率，以將電站輸出的功率保持為恒等于上功率預(yù)報限。如果在該小時內(nèi)達到下功率預(yù)報限，則電站控制系統(tǒng)410將指示發(fā)電機415增大其輸出，并將電站輸出的功率保持為恒等于下功率預(yù)報限。 當(dāng)改變調(diào)度間隔時，電站控制系統(tǒng)410將控制發(fā)電機415使電站輸出功率的變化率保持在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)。包括天氣預(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)445的目的是為了使基于與公用事業(yè)稅率結(jié)構(gòu)和稅則有關(guān)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)、因偏離預(yù)定產(chǎn)能的凈能偏差而導(dǎo)致的任何稅罰最小化?，F(xiàn)在參照圖5，該系統(tǒng)具有規(guī)定的算法。如圖5所示，系統(tǒng)500包括連接到電站控制系統(tǒng)510的光伏陣列505。電站控制系統(tǒng)510包括DC/DC轉(zhuǎn)換器515和逆變器520。光伏陣列505連接到逆變器520，然后連接到電網(wǎng)525。另外，電池530和燃料電池535連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器515。作為輔助電源的電池530和燃料電池535的組合用來減少光伏電站輸出的可變性。電池530可以是先前描述的儲能裝置之一，并且被包括在該系統(tǒng)中來提供快速響應(yīng)。燃料電池535旨在提供大量的能量。電池530在正常情況下保持在近50%的荷電狀態(tài)。另外，與上面描述的系統(tǒng)相似，從天氣預(yù)報服務(wù)數(shù)據(jù)545并從基于地面的太陽輻射傳感器550接收額外的信息。與圖4中示出的系統(tǒng)400相似，燃料電池535在負(fù)荷水平正常操作，所述負(fù)荷水平允許燃料電池535增大或減小等于光伏電站額定AC輸出的近30%至 40%的量。IOMW額定光伏電站將需要能夠以IOMW峰值功率(非持續(xù)的)操作的燃料電池廠，并且正常情況下將在工作日期間以等于光伏電站輸出的65%的負(fù)荷點來操作。當(dāng)太陽可變性使光伏電站輸出功率的變化率超過功率輸出變化率范圍的限度時， 例如快于每分鐘3% (正或負(fù))時，光伏電站控制系統(tǒng)510控制DC/DC轉(zhuǎn)換器515提供來自電池530的電流或者將電流提供給電池530，以控制進入逆變器520的電流，從而將傳遞到電網(wǎng)525的功率的變化保持在正負(fù)功率變化率限度內(nèi)。同時，電站控制系統(tǒng)510將增大或減小燃料電池535的輸出，以跟隨電池530的操作。與圖4中示出的系統(tǒng)類似，該系統(tǒng)以這種方式工作。系統(tǒng)500可以保持分開的且獨立可變的正負(fù)功率變化率限度。負(fù)功率變化率限度可以是每分鐘0與-100%之間的任一值。正功率變化率限度可以是每分鐘0與+100% 之間的任一值。系統(tǒng)500還可以包括設(shè)定點，所述設(shè)定點可以響應(yīng)于光伏電站運行狀況和天氣狀況由電站控制系統(tǒng)來自動改變。系統(tǒng)500還可以包括慣性設(shè)定點，以抑制在不同的功率變化率狀況之間轉(zhuǎn)變時的功率輸出變化率的比率。大體上講，光伏系統(tǒng)由若干模塊構(gòu)成。模塊由并聯(lián)連接的兩個或更多個子模塊構(gòu)成。子模塊由串聯(lián)連接的單個單元構(gòu)成。光伏模塊可以用在許多互連模塊的陣列中。普通的光伏電池可以具有多個層。所述多個層可以包括底層(作為透明導(dǎo)電層)， 覆蓋層、窗口層、吸收層和頂層。可以根據(jù)需要，在生產(chǎn)線的不同沉積站，在每站采用單獨的沉積氣體供應(yīng)器以及真空密封的沉積室來沉積每層，可通過滾動傳送器將基板在沉積站之間轉(zhuǎn)移，直到沉積了所有期望的層。頂部基板層可布置在頂層的頂部上，以形成夾層結(jié)構(gòu)， 并完成光伏電池。模塊的總輸出電流是每個子模塊的電流之和。因此，由系統(tǒng)要求來確定模塊內(nèi)的子模塊的最佳設(shè)計。大體上講，通過在剛性或柔性的基板或覆板上沉積多個半導(dǎo)體或有機薄膜來形成光伏模塊。如果入射在模塊上的光穿過用于半導(dǎo)體或有機膜沉積的透明基板， 則通常使用術(shù)語“覆板”?？梢酝ㄟ^導(dǎo)電的基板材料，或者太陽能電池材料與基板之間的導(dǎo)電層(如透明導(dǎo)電層或透明導(dǎo)電氧化物(TCO))，來提供基板側(cè)上與太陽能電池材料的電接觸。對于覆板，例如，可以通過圖案化的金屬層和/或TCO來提供太陽能電池材料的基板側(cè)上的電接觸。光伏電池可以包括第一半導(dǎo)體材料上方的第二半導(dǎo)體材料。第一半導(dǎo)體材料可以是CdS。第二半導(dǎo)體材料可以是CdTe。基板可以是玻璃。光伏電池可以是包括50個以上單體電池的子模塊的部件。子模塊也可以包括80個以上的單體電池。子模塊也可以包括 100個以上的單體電池。制造系統(tǒng)的方法可以包括在基板上設(shè)置透明導(dǎo)電層；使第一子模塊和第二子模塊通過共用單體電池與透明導(dǎo)電層接觸，第一子模塊和第二子模塊并聯(lián)連接，第一子模塊具有包括第一溝槽圖案的電接觸區(qū)，其中，第一溝槽圖案是串聯(lián)連接的光伏電池的圖案，串聯(lián)的最后一個電池是共用單體電池。形成光伏結(jié)構(gòu)的方法可以包括在透明導(dǎo)電層上方沉積半導(dǎo)體層；對半導(dǎo)體層劃線以形成單體電池，單體電池包括被兩個并聯(lián)連接的子模塊共用的半導(dǎo)體材料；對單體電池進行金屬化處理。形成光伏結(jié)構(gòu)的方法可以包括在透明導(dǎo)電層上方沉積半導(dǎo)體層；對半導(dǎo)體層劃線以形成單體電池；在單體電池上方布置金屬層；在透明導(dǎo)電層和金屬層之間形成兩個電接觸件。在該系統(tǒng)中，光伏電池可以由沉積在玻璃基板上的一系列的半導(dǎo)體材料的層構(gòu)造而成。在普通的光伏電池的示例中，多個層可以包括底層(作為透明導(dǎo)電層)、窗口層、吸收層和頂層。頂層可以是金屬層?？梢愿鶕?jù)需要，在生產(chǎn)線的不同沉積站，在每站采用單獨的沉積氣體供應(yīng)器以及真空密封的沉積室來沉積每層?？赏ㄟ^滾動傳送器將基板在沉積站之間轉(zhuǎn)移，直到沉積了所有期望的層。可以利用諸如濺射的其它技術(shù)來增加另外的層?？梢苑謩e將導(dǎo)電體連接到頂層和底層，以收集在太陽能入射到吸收層上時產(chǎn)生的電能?？梢栽陧攲拥捻敳可喜贾庙敳炕鍖?，從而形成夾層結(jié)構(gòu)，并完成光伏器件。底層可以是透明導(dǎo)電層，例如可以是透明導(dǎo)電氧化物，如氧化鋅、摻雜有鋁的氧化鋅、氧化錫或摻雜有氟的氧化錫。濺射的摻鋁氧化鋅具有良好的電學(xué)和光學(xué)特性，但是在大于500°C的溫度下，摻鋁氧化鋅可以表現(xiàn)出化學(xué)不穩(wěn)定性。此外，在大于500°C的處理溫度下，氧和其它反應(yīng)性元素能夠擴散到透明導(dǎo)電氧化物中，從而破壞了透明導(dǎo)電氧化物的電學(xué)特性。例如，窗口層和吸收層可以包括諸如II-VI、III-V或IV族半導(dǎo)體的二元半導(dǎo)體， 例如，ZnO、ZnS、ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, MgO, MgS, MgSe, MgTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSbJnNJnP、InAsJnSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb 或者它們的混合物、化合物或合金。窗口層和吸收層的示例是被CdTe層涂覆的CdS層。可以將金屬層作為電接觸件沉積到用于太陽能器件操作的半導(dǎo)體層，例如如在序號為00/868，023的美國專利申請中所教導(dǎo)的，該美國專利申請通過引用全部包含于此。金屬層可以是由諸如Cr/Al/Cr金屬堆疊件的金屬層構(gòu)成的復(fù)合層。復(fù)合層中的金屬層可以是熱膨脹系數(shù)介于半導(dǎo)體層和第一金屬層之間的金屬。金屬粘附性受本征應(yīng)力的影響，本征應(yīng)力與沉積變量有關(guān)。金屬粘附性也受諸如沉積后熱處理的外部應(yīng)力的影響，在這種情形下，熱膨脹系數(shù)的不相似性會使得粘附性減弱。將金屬按照合適的順序布置(例如，鉻、 鎳和鋁)可以使金屬堆疊件的熱膨脹具有梯度，從而使在熱處理期間粘附性的損失最小化。可以加入另外的金屬層，以提供熱膨脹系數(shù)的梯度，從而使熱處理期間的層離最小化。當(dāng)所選材料的熱膨脹系數(shù)更緊密地匹配時，表現(xiàn)出提高的粘附性。也可以設(shè)置另外的層，例如，覆蓋層或者化學(xué)穩(wěn)定性高的材料的保護層。例如在美國專利公開20050257824中描述了覆蓋層，該美國專利公開通過引用包含于此。制造光伏電池的方法可以包括在基板上布置半導(dǎo)體層并且沉積與半導(dǎo)體層接觸的金屬層以使光伏電池金屬化。在特定情況下，金屬層可以是含鉻層。在其它情況下，可以順序地沉積金屬層以形成金屬堆疊件。例如，第一金屬層可以是含鉻層，第三金屬層可以是含鋁層，第一金屬層和第三金屬層之間的第二金屬層可以是含鎳層。在另一實施例中，光伏器件還可以包括第四層，其中，第四層是第二金屬層和第三金屬層之間的中間層。該中間層可以是含鎳層。金屬層也可以包括鎢、鉬、銥、鉭、鈦、釹、鈀、鉛、鐵、銀或鎳。在特定情況下，除了氧化錫保護層之外還可以沉積覆蓋層。覆蓋層可以位于透明導(dǎo)電層和窗口層之間。覆蓋層可以位于保護層和窗口層之間。覆蓋層可以位于透明導(dǎo)電層和保護層之間。覆蓋層可以用作緩沖層，該緩沖層可以允許使用較薄的窗口層。例如，當(dāng)使用覆蓋層和保護層時，第一半導(dǎo)體層可以比不存在緩沖層的情況下薄。例如，第一半導(dǎo)體層的厚度可以大于大約IOnm且小于大約600nm。例如，第一半導(dǎo)體層的厚度可以大于20nm、 大于50mm、大于IOOnm或大于200nm，且小于400nm、小于300nm、小于250nm或小于150nm。第一半導(dǎo)體層可以用作第二半導(dǎo)體層的窗口層。通過變得更薄，第一半導(dǎo)體層允許波長較短的入射光更大程度地透入第二半導(dǎo)體層。例如，第一半導(dǎo)體層可以是II-VI、 III-V 或 IV 族半導(dǎo)體，例如，ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS、CdSe, CdTe, MgO、MgS, MgSe, MgTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, A1N、A1P、AlAs、AlSb、GaN、GaP, GaAs, GaSb, InN、InP, InAs, InSb, TIN、TIP、TIAs、TlSb或者它們的混合物、化合物或合金，第一半導(dǎo)體層可以是二元半導(dǎo)體，例如，第一半導(dǎo)體層可以是CdS。第二半導(dǎo)體層可以沉積到第一半導(dǎo)體層上。當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體層用作窗口層時，第二半導(dǎo)體層可用作入射光的吸收層。與第一半導(dǎo)體層相似，第二半導(dǎo)體層也可以是II-VI, III-V或IV族半導(dǎo)體，例如，ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS、 CdSe, Cdfe, MgO、MgS, MgSe, MgTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, A1N、A1P、AlAs、AlSb、GaN、GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, TIN、TIP、TIAs、TlSb 或者它們的混合物、化合物或合金。例如，在第5，248，349,5, 372，646,5, 470，397,5, 536，333,5, 945，163,6, 037，241 和6，444，043號美國專利中描述了制造光伏器件的過程中半導(dǎo)體層的沉積，這些美國專利均通過引用全部被包含。沉積可以包括蒸氣從源到基板的傳輸或者固體在封閉系統(tǒng)中的升華。用來制造光伏器件的設(shè)備可以包括傳送器，例如，具有輥子的滾動傳送器。也可以使用具有傳送器或不具有傳送器的其它類型的系統(tǒng)。傳送器可以將基板傳送到一系列的一個或多個沉積站，用于在基板的暴露表面上沉積材料層。可以加熱沉積室以達到不低于約 450°C且不超過約700°C的處理溫度，例如，所述溫度可以在450°C -550°C >550°C _650°C、 570 V -600 V、600 V -640 °C的范圍內(nèi)或者在大于450 V且低于約700 V的任何其它范圍內(nèi)。 沉積室包括連接到沉積蒸氣供應(yīng)器的沉積分布器。分布器可以連接到用于沉積各個層的多個蒸氣供應(yīng)器，或者基底可以移動以經(jīng)過具有其自己的蒸氣分布器和蒸氣供應(yīng)器的多個不同的沉積站。分布器可以為具有變化的噴嘴幾何結(jié)構(gòu)的噴射噴嘴的形式，以便于蒸氣供應(yīng)的均勻分布。可以利用堿石灰浮法玻璃作為基板來制造包括保護層的器件。在商業(yè)上可以通過濺射或通過大氣壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)來沉積摻鋁ZnO的膜。也可以將諸如氧化錫的其它摻雜的透明導(dǎo)電氧化物沉積成膜。該層的導(dǎo)電率和透明度使其適于用作光伏器件的前接觸層?？梢猿练e諸如氧化錫或具有鋅的氧化錫的透明導(dǎo)電氧化物的第二層。例如，該層是透明的，但是該層的導(dǎo)電率明顯低于摻鋁ZnO層或摻氟SnO2層的導(dǎo)電率。由于該第二層可以用來防止透明接觸件與該器件的其它關(guān)鍵層之間的分流，所以所述第二層也可以用作緩沖層。對于這些實驗，在器件制造過程中通過濺射到摻鋁ZnO層上，而在室內(nèi)沉積保護層。在室溫下沉積保護層，可以利用電子束蒸發(fā)在透明導(dǎo)電氧化物的上方沉積二氧化硅覆
蓋層ο可以利用公知的由CdTe光伏材料制造器件的合適的背接觸方法來完成器件。在初始效率，并且在太陽模擬器上利用I/V測量進行加速應(yīng)力測試后，執(zhí)行對這些器件的結(jié)果的測試。用分光光度計反射測量、導(dǎo)電率(薄層電阻)測量完成對前接觸件和保護層的化學(xué)損壞的影響的測試。已經(jīng)描述了許多實施例。盡管如此，應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種修改。例如，正如用于緩沖層和保護層的材料可以包括多種其它材料一樣，半導(dǎo)體層可以包括多種其它材料。在另一示例中，可以通過采用另外的隔離溝槽來實現(xiàn)單體電池與單體電池之間的另外的電隔離。因此，其它實施例在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種減小功率輸出變化率可變性的方法，所述方法包括下述步驟從光伏陣列接收光伏功率輸出；測量光伏功率輸出的變化率；以及調(diào)整輔助電源輸出，以將輔助電源輸出與光伏功率組合時的輸出功率變化率限制在功率輸出變化率范圍內(nèi)，其中，功率輸出變化率范圍限定電站功率輸出變化率的最大允許正限和最大允許負(fù)限。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)整輔助電源輸出的步驟包括調(diào)整儲能系統(tǒng)的功率輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，儲能系統(tǒng)是儲能有限的高倍率可充電源。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，儲能系統(tǒng)是儲能大的低倍率可充電輔助電源。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，儲能系統(tǒng)使用用于轉(zhuǎn)換并存儲能量的機械裝置或電氣裝置。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，儲能系統(tǒng)是電解電池裝置、電容器、鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉電池、鋰離子電池、液流電池或者機械動力和/或勢能存儲裝置中的一種。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，所述方法還包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出變化率范圍的正限時，增大儲能系統(tǒng)中存儲的能量的量。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，所述方法還包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出變化率范圍的正限時，減小光伏功率。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，所述方法還包括當(dāng)光伏輸出功率變化率在功率輸出變化率范圍內(nèi)時，保持儲能系統(tǒng)中存儲恒定量的能量。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，所述方法還包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出變化率范圍的負(fù)限時，減小儲能系統(tǒng)中存儲的能量的量。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，由標(biāo)準(zhǔn)正功率變化率限度和標(biāo)準(zhǔn)負(fù)功率變化率限度來限定輸出功率變化率范圍。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括建立二次正功率變化率限度和二次負(fù)功率變化率限度。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括對儲能系統(tǒng)建立上容量限和下容量限，以確定從標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度到二次功率變化率限度的轉(zhuǎn)變。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括對儲能系統(tǒng)建立上容量滯后限和下容量滯后限，以確定從二次功率變化率限度到標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度的轉(zhuǎn)變。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括當(dāng)存儲的能量的水平降到下容量限以下時，切換到二次正功率變化率限度，以便于在輸出功率變化率為正時對儲能系統(tǒng)快速充電。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括當(dāng)儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平升到下容量滯后限以上時，返回到標(biāo)準(zhǔn)正功率變化率限度。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括當(dāng)存儲的能量的水平升到上容量限以上時，切換到二次負(fù)功率變化率限度，以便于在輸出功率變化率為負(fù)時對儲能系統(tǒng)快速放電。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括當(dāng)儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平降到上容量滯后限以下時，返回到標(biāo)準(zhǔn)負(fù)功率變化率限度。
19.如權(quán)利要求2所述的方法，所述方法還包括依照調(diào)度設(shè)定點來調(diào)度電站輸出功率。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，調(diào)度設(shè)定點是恒定的。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，由包括一系列不同的點的調(diào)度表得到調(diào)度設(shè)定點ο
22.如權(quán)利要求19所述的方法，所述方法還包括當(dāng)光伏輸出功率大于調(diào)度設(shè)定點時， 使儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平增大。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，所述方法還包括當(dāng)光伏輸出功率小于調(diào)度設(shè)定點時， 使儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平減小。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，所述方法還包括在調(diào)度設(shè)定點改變時，限制組合的光伏功率和儲能系統(tǒng)的變化率，以使其在功率輸出變化率范圍內(nèi)運行。
25.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)整輔助電源輸出的步驟包括調(diào)整供選擇的發(fā)電裝置的功率輸出。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，供選擇的發(fā)電裝置是燃料電池，風(fēng)力渦輪發(fā)電機、飛輪發(fā)電機、氣體燃料燃燒原動機-發(fā)電機、液體燃料原動機-發(fā)電機、壓縮氣體提供動力的原動機-發(fā)電機或者它們的組合中的一種，包括空氣提供動力的原動機-發(fā)電機。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，所述方法還包括當(dāng)光伏輸出功率變化率在功率輸出變化率范圍內(nèi)時，保持恒定的輔助功率。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，所述方法還包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出變化率范圍的正限時，減小輔助功率。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，所述方法還包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出變化率范圍的負(fù)限時，增大輔助功率。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，所述方法還包括當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出變化率范圍的正限時，減小光伏功率。
31.如權(quán)利要求25所述的方法，所述方法還包括如果光伏輸出功率增大或減小，則將電站輸出功率保持在恒定的水平。
32.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括建立多個慣性設(shè)定點，以進一步抑制在從第一功率變化率狀況轉(zhuǎn)變到第二功率變化率狀況時的電站輸出功率變化率的比率。
33.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括測量與光伏陣列接近的輻照度狀況， 并且基于輻照度狀況調(diào)整電站輸出功率變化率。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，所述方法還包括當(dāng)測量的輻照度達到最小值或最大值時，減小電站輸出功率變化率。
35.如權(quán)利要求33所述的方法，所述方法還包括當(dāng)輻照度測量值正在增大時，調(diào)整儲能系統(tǒng)中存儲的能量增大的比率，直到允許的正功率變化率限度。
36.如權(quán)利要求33所述的方法，所述方法還包括當(dāng)輻照度測量值正在減小時，調(diào)整儲能系統(tǒng)中存儲的能量減小的比率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。
37.如權(quán)利要求33所述的方法，所述方法還包括當(dāng)輻照度測量值正在增大時，調(diào)整輔助功率減小的比率，直到允許的正功率變化率限度。
38.如權(quán)利要求33所述的方法，所述方法還包括當(dāng)輻照度測量值正在減小時，調(diào)整輔助功率增大的比率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。
39.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括建立電站操作，以遵循基于每工時的太陽能產(chǎn)生預(yù)報的能量/功率調(diào)度。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括基于小時時間段內(nèi)預(yù)報的平均功率建立上功率預(yù)報限和下功率預(yù)報限。
41.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括當(dāng)電站輸出功率在上功率預(yù)報限和下功率預(yù)報限內(nèi)時，調(diào)整輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以將電站輸出功率變化率保持在功率輸出變化率范圍內(nèi)。
42.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括當(dāng)電站輸出功率接近下功率預(yù)報限時，減小儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以保持電站輸出功率恒定。
43.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括當(dāng)電站輸出功率接近上功率預(yù)報限時，增大儲能系統(tǒng)中存儲的能量的量，以保持電站輸出功率恒定。
44.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括當(dāng)電站輸出功率接近下功率預(yù)報限時，增大輔助功率，以保持電站輸出功率恒定。
45.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括當(dāng)電站輸出功率接近上功率預(yù)報限時，減小輔助功率，以保持電站輸出功率恒定。
46.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括當(dāng)從一個預(yù)定工時轉(zhuǎn)變到下一預(yù)定工時時，調(diào)整輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以將電站功率輸出變化率保持在功率輸出變化率范圍內(nèi)。
47.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括調(diào)整輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以控制電站輸出，以使得基于與公用事業(yè)稅率結(jié)構(gòu)和稅則有關(guān)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)、因偏離預(yù)定產(chǎn)能的凈能偏差而導(dǎo)致的任何稅罰最小化。
48.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平，以補償云層的預(yù)期變化。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，所述方法還包括當(dāng)預(yù)報或?qū)嶋H上檢測到云層時，增大輔助功率或存儲的能量的水平。
50.如權(quán)利要求48所述的方法，所述方法還包括在沒有云層的情況下，調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平。
51.如權(quán)利要求48所述的方法，所述方法還包括當(dāng)預(yù)報或?qū)嶋H上檢測到?jīng)]有云層時， 減小輔助功率或存儲的能量的水平。
52.如權(quán)利要求48所述的方法，所述方法還包括在從大的、連接到電網(wǎng)的光伏電站產(chǎn)生較少變化的輸出的同時，為了電網(wǎng)調(diào)頻、輔助服務(wù)或負(fù)荷轉(zhuǎn)移而調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平。
53.一種減小功率輸出變化率可變性的發(fā)電的系統(tǒng)，包括光伏陣列；逆變器，連接到光伏陣列；以及輔助電源，其中，逆變器產(chǎn)生輸出到電網(wǎng)的交流功率。
54.如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括電站控制系統(tǒng)，所述電站控制系統(tǒng)控制逆變器和輔助電源，測量來自光伏陣列的功率的變化率，并且調(diào)整輔助電源輸出，以將輔助電源輸出與光伏功率組合時的電站輸出功率變化率限制在功率輸出變化率范圍內(nèi)，其中，功率輸出變化率范圍限定電站功率輸出變化率的最大允許正限和最大允許負(fù)限。
55.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括針對正功率變化率限度和負(fù)功率變化率限度的分開的且獨立可調(diào)的設(shè)定點。
56.如權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括在0和-100%之間可調(diào)的負(fù)功率變化率限度。
57.如權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括在0和+100%之間可調(diào)的正功率變化率限度。
58.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還設(shè)定點，所述設(shè)定點能夠被預(yù)設(shè)，然后響應(yīng)于一天中的時間，當(dāng)前的、預(yù)定的或預(yù)期的光伏電站操作狀況，或者當(dāng)前的或預(yù)期的天氣狀況通過電站控制系統(tǒng)自動改變。
59.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，輔助電源包括儲能系統(tǒng)。
60.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，儲能系統(tǒng)是儲能有限的高倍率可充電源。
61.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，儲能系統(tǒng)是儲能大的低倍率可充電輔助電源。
62.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，儲能系統(tǒng)使用用于轉(zhuǎn)換并存儲能量的機械裝置或電氣裝置。
63.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，儲能系統(tǒng)是電解電池裝置、電容器、鉛酸電池、鎳鎘電池、鈉電池、鋰離子電池、液流電流或者機械動力和/或勢能存儲裝置中的一種。
64.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出變化率范圍的正限時，電站控制系統(tǒng)增大儲能系統(tǒng)中存儲的能量的量。
65.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出變化率范圍的正限時，電站控制系統(tǒng)減小光伏功率。
66.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)光伏輸出功率變化率在功率輸出變化率范圍內(nèi)時，電站控制系統(tǒng)保持儲能系統(tǒng)中存儲恒定量的能量。
67.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出變化率范圍的負(fù)限時，電站控制系統(tǒng)減小儲能系統(tǒng)中存儲的能量的量。
68.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，由標(biāo)準(zhǔn)正功率變化率限度和標(biāo)準(zhǔn)負(fù)功率變化率限度來限定輸出功率變化率范圍。
69.如權(quán)利要求68所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)包括二次正功率變化率限度和二次負(fù)功率變化率限度。
70.如權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)包括限定儲能系統(tǒng)的上容量限和下容量限的設(shè)定點，上容量限和下容量限用來確定從標(biāo)準(zhǔn)功率變化率限度到二次功率變化率限度的轉(zhuǎn)變。
71.如權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)包括限定儲能系統(tǒng)的上容量滯后限和下容量滯后限的設(shè)定點，上容量滯后限和下容量滯后限用來確定從二次緩變率限度到標(biāo)準(zhǔn)緩變率限度的轉(zhuǎn)變。
72.如權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)存儲的能量的水平降到下容量限以下時，電站控制系統(tǒng)切換到二次正功率變化率限度，以便于在輸出功率變化率為正時對儲能系統(tǒng)快速充電。
73.如權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平升到下容量滯后限以上時，電站控制系統(tǒng)返回到標(biāo)準(zhǔn)正功率變化率限度。
74.如權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)存儲的能量的水平升到上容量限以上時，電站控制系統(tǒng)切換到二次負(fù)功率變化率限度，以便于在輸出功率變化率為負(fù)時對儲能系統(tǒng)快速放電。
75.如權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平降到上容量滯后限以下時，電站控制系統(tǒng)返回到標(biāo)準(zhǔn)負(fù)功率變化率限度。
76.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)控制組合的光伏陣列和儲能系統(tǒng)的電站輸出功率在恒定的功率水平運行。
77.如權(quán)利要求76所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)包括針對正功率變化率限度和負(fù)功率變化率限度的分開的且獨立可調(diào)的設(shè)定點。
78.如權(quán)利要求76所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)包括限制電站功率輸出變化率的設(shè)定點，所述電站功率輸出變化率在0%和正負(fù)100%之間連續(xù)可調(diào)。
79.如權(quán)利要求76所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)操作電站保持等于調(diào)度設(shè)定點的恒定功率。
80.如權(quán)利要求79所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)遵循恒定的調(diào)度設(shè)定點。
81.如權(quán)利要求79所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)遵循包括一系列不同的調(diào)度設(shè)定點的調(diào)度。
82.如權(quán)利要求79所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)被構(gòu)造為當(dāng)光伏電站輸出大于調(diào)度設(shè)定點時，使儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平增大。
83.如權(quán)利要求79所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)被構(gòu)造為當(dāng)光伏電站輸出小于調(diào)度設(shè)定點時，使儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平減小。
84.如權(quán)利要求79所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)被構(gòu)造為在調(diào)度設(shè)定點改變時， 限制組合的光伏功率和儲能系統(tǒng)的變化率，以使其在功率輸出變化率范圍內(nèi)運行。
85.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，輔助電源包括供選擇的發(fā)電裝置。
86.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其中，供選擇的發(fā)電裝置是燃料電池、風(fēng)力渦輪發(fā)電機、飛輪發(fā)電機、氣體燃料燃燒原動機-發(fā)電機、液體燃料原動機-發(fā)電機、壓縮氣體提供動力的原動機-發(fā)電機或者它們的組合中的一種，包括空氣提供動力的原動機-發(fā)電機。
87.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)被構(gòu)造為當(dāng)光伏功率變化率超出功率輸出變化率范圍的正限時，減小輔助電源的功率輸出。
88.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)被構(gòu)造為當(dāng)光伏功率變化率在功率輸出變化率范圍的正負(fù)限內(nèi)時，保持輔助電源的功率輸出恒定。
89.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)被構(gòu)造為當(dāng)光伏功率變化率低于功率輸出變化率范圍的負(fù)限時，增大輔助電源的功率輸出。
90.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)光伏輸出功率變化率超出功率輸出變化率范圍的正限時，電站控制系統(tǒng)減小光伏功率。
91.如權(quán)利要求85所述的系統(tǒng)，其中，如果光伏功率增大或減小，則電站控制系統(tǒng)將輸出功率保持在恒定的水平。
92.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)包括多個慣性設(shè)定點，以進一步抑制在從第一功率變化率狀況轉(zhuǎn)變到第二功率變化率狀況時的電站輸出功率變化率的比率。
93.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)測量與光伏陣列接近的輻照度狀況，并且基于輻照度狀況調(diào)整電站輸出功率變化率。
94.如權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)電站測量的輻照度值達到最小值或最大值時， 電站控制系統(tǒng)減小電站輸出變化率。
95.如權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)輻照度測量值正在增大時，電站控制系統(tǒng)調(diào)整儲能系統(tǒng)中存儲的能量增大的比率，直到允許的正功率變化率限度。
96.如權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)輻照度測量值正在減小時，電站控制系統(tǒng)調(diào)整儲能系統(tǒng)中存儲的能量減小的比率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。
97.如權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)輻照度測量值正在增大時，電站控制系統(tǒng)調(diào)整輔助功率減小的比率，直到允許的正功率變化率限度。
98.如權(quán)利要求93所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)輻照度測量值正在減小時，電站控制系統(tǒng)調(diào)整輔助功率增大的比率，直到允許的負(fù)功率變化率限度。
99.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)遵循基于每工時的太陽能產(chǎn)生預(yù)報的能量/功率調(diào)度。
100.如權(quán)利要求99所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)包括基于小時時間段內(nèi)的平均預(yù)報功率的上功率預(yù)報限和下功率預(yù)報限。
101.如權(quán)利要求99所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)電站輸出功率在上功率預(yù)報限和下功率預(yù)報限內(nèi)時，電站控制系統(tǒng)調(diào)整輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以將電站輸出變化率保持在功率輸出變化率范圍內(nèi)。
102.如權(quán)利要求99所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)電站輸出功率接近下功率預(yù)報限時，電站控制系統(tǒng)減小儲能系統(tǒng)中存儲的能量的量，以保持電站輸出功率恒定。
103.如權(quán)利要求99所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)電站輸出功率接近上功率預(yù)報限時，電站控制系統(tǒng)增大儲能系統(tǒng)中存儲的能量的量，以保持電站輸出功率恒定。
104.如權(quán)利要求99所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)電站輸出功率接近下功率預(yù)報限時，電站控制系統(tǒng)增大輔助功率，以保持電站輸出功率恒定。
105.如權(quán)利要求99所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)電站輸出功率接近上功率預(yù)報限時，電站控制系統(tǒng)減小輔助功率，以保持電站輸出功率恒定。
106.如權(quán)利要求99所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)從一個預(yù)定工時轉(zhuǎn)變到下一預(yù)定工時時，電站控制系統(tǒng)調(diào)整輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以將電站功率輸出變化率保持在功率輸出變化率范圍內(nèi)。
107.如權(quán)利要求99所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)調(diào)整輔助功率或儲能系統(tǒng)中存儲的能量的水平，以控制電站輸出，以使得基于與公用事業(yè)稅率結(jié)構(gòu)和稅則有關(guān)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)、 因偏離預(yù)定產(chǎn)能的凈能偏差而導(dǎo)致的任何稅罰最小化。
108.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平，以補償云層的預(yù)期變化。
109.如權(quán)利要求108所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)預(yù)報或?qū)嶋H上檢測到云層時，電站控制系統(tǒng)增大輔助功率或存儲的能量的水平。
110.如權(quán)利要求108所述的系統(tǒng)，其中，在沒有云層的情況下，電站控制系統(tǒng)調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平。
111.如權(quán)利要求108所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)預(yù)報或?qū)嶋H上檢測到?jīng)]有云層時，電站控制系統(tǒng)減小輔助功率或存儲的能量的水平。
112.如權(quán)利要求108所述的系統(tǒng)，其中，在從大的、連接到電網(wǎng)的光伏電站產(chǎn)生較少變化的輸出的同時，電站控制系統(tǒng)調(diào)整輔助功率或存儲的能量的水平，以用于電網(wǎng)調(diào)頻、輔助服務(wù)或負(fù)荷轉(zhuǎn)移。
113.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)響應(yīng)于遠(yuǎn)距外部信號來增大、減小或改變輔助功率流動的方向。
114.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，電站控制系統(tǒng)減少或增大用于負(fù)荷轉(zhuǎn)移的輔助功率。
115.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，輔助電源是不間斷可用的源。
116.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，輔助電源是公用事業(yè)供應(yīng)的能源。
117.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，輔助電源是儲能有限的源。
118.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，輔助電源是額定功率持續(xù)若干分鐘的能源。
119.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，輔助電源是高倍率可充電源。
120.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，輔助電源是可用能量的量高的源。
121.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，輔助電源是額定功率持續(xù)若干小時的能源。
122.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，輔助電源是低倍率可充電源。
全文摘要
一種光伏電力系統(tǒng)可以包括光伏陣列、逆變器和電池。
文檔編號F01B21/04GK102395758SQ201080016675
公開日2012年3月28日 申請日期2010年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者凱文·科林斯, 布魯斯·克提斯, 羅伯特·R·巴德溫 申請人:第一太陽能有限公司