一種光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模及估算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模及估算方法，光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模方法包括：根據(jù)太陽能電池片電流電壓特性模型建立光伏組件電流電壓特性模型；簡化光伏組件電流電壓特性模型；根據(jù)簡化的光伏組件電流電壓特性模型建立光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率模型。光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率估算方法包括：創(chuàng)建光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率模型；獲取光伏組件標準測試條件下的特性參數(shù)，求解輸出功率模型中的參數(shù)；取得原始氣象參數(shù)；將氣象參數(shù)校正為光伏組件實際工作溫度以及吸收的有效輻照；將校正后的氣象參數(shù)輸入模型，求解光伏組件輸出功率。本發(fā)明可實現(xiàn)對光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率精確估算，幫助電站設計人員進行效益分析，實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率預測。
【專利說明】一種光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模及估算方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏發(fā)電領域，特別是涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模及估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電功率受氣象因素影響極大，尤其是受太陽輻照度與環(huán)境溫度影響較為明顯。近年來，國內(nèi)光伏電站安裝總量逐年上升，當氣象條件劇烈變化時，大規(guī)模安裝的光伏電站將嚴重影響電網(wǎng)穩(wěn)定，降低電能質(zhì)量。此外，對于光伏發(fā)電系統(tǒng)設計人員，預先估算所建電站發(fā)電功率也顯得尤為重要。因此，建立精確的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率模型并對其輸出功率精確估算已變的愈發(fā)重要。
[0003]目前，從國內(nèi)外文獻可知，基于電站歷史發(fā)電數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡建模估算或預測電站功率的方法較為普遍。但相對于國外，我國日輻照數(shù)據(jù)收集起步較晚，且廣大地區(qū)歷史數(shù)據(jù)缺乏，難以通過大量數(shù)據(jù)訓練網(wǎng)絡。因此越來越多的學者提出了結(jié)合數(shù)值天氣預報和光伏發(fā)電系統(tǒng)物理模型的功率預測方法，其中較為常見的為單二極管模型。但該模型參數(shù)較多，求解不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是基于簡化的光伏組件模型，公開一種光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率模型，并公開了本模型估算光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的估算方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的 ，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]—種光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模方法，其特征在于，該方法包括如下步驟:
[0007]a.根據(jù)傳統(tǒng)的太陽能電池片電流電壓特性模型，建立光伏組件電流電壓特性模型；
[0008]b.簡化上述光伏組件電流電壓特性模型；
[0009]c.根據(jù)簡化的光伏組件電流電壓特性模型,建立光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率模型。
[0010]所述的光伏組件電流電壓特性模型，可由下式給出:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模方法，其特征在于，包括如下步驟: a.根據(jù)傳統(tǒng)的太陽能電池片電流電壓特性模型，建立光伏組件電流電壓特性模型； b.簡化上述光伏組件電流電壓特性模型； c.根據(jù)簡化的光伏組件電流電壓特性模型，建立光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模方法，其特征在于，步驟a中，單個光伏組件電流電壓特性模型由下列方程式給出:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模方法，其特征在于，簡化的光伏組件電流電壓特性模型的方程如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模方法,其特征在于，光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率模型由如下公式給出:
5.一種基于權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率建模方法的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率估算方法，其特征在于，包括如下步驟: a.創(chuàng)建光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率模型； b.獲取光伏組件標準測試條件下的特性參數(shù)，通過輸出功率模型參數(shù)求解方法，求解模型參數(shù)； c.獲取原始氣象參數(shù)，包括環(huán)境溫度與地表水平輻照度； d.將氣象參數(shù)校正為光伏組件實際工作溫度以及吸收的有效輻照； e.將校正后的氣象參數(shù)輸入模型，通過光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率求解方法，估算光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率估算方法,其特征在于，輸出功率模型參數(shù)的求解方法如下: 1)獲取光伏組件在標準測試條件下的開路電壓、短路電流Isaref、最大功率點處電壓VMPP，ref與電流IMPP#f，聯(lián)立以下兩方程，數(shù)值迭代求解參數(shù)Rs與Rsh，Rs和Rsh分別為太陽能電池片內(nèi)部等效串聯(lián)電阻與并聯(lián)電阻:


7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率估算方法，其特征在于，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率求解方法，包括如下步驟: 1)獲取光伏組件短路電流溫度系數(shù)a，開路電壓溫度系數(shù)P，開路電壓輻照度修正系數(shù)a，由下式計算任意輻照和溫度環(huán)境下的光伏組件短路電流Is。與開路電壓V。。:
【文檔編號】G06F19/00GK103593577SQ201310606156
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】張經(jīng)煒, 丁坤, 卞新高, 徐俊偉, 翟泉新, 王祥 申請人:河海大學常州校區(qū)