用于確定由光伏設(shè)備輸出的功率的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本解決方案通過(guò)如下方式改善光伏設(shè)備(PV設(shè)備)的可用性，即相鄰PV設(shè)備的遮蔽信息被考慮用于預(yù)報(bào)由當(dāng)前PV設(shè)備所輸出的功率。尤其是考慮云運(yùn)動(dòng)和云形狀。這改善了預(yù)報(bào)精確性。在此有利的是，例如涉及最接近的15分鐘的短時(shí)預(yù)報(bào)是可行的，并且可以在由該P(yáng)V設(shè)備輸出的功率中斷前相應(yīng)即使地啟動(dòng)備用能源。本發(fā)明例如可以被用在可更新能源、PV設(shè)備或智能電網(wǎng)中。
【專利說(shuō)明】用于確定由光伏設(shè)備輸出的功率的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于確定由光伏設(shè)備輸出的功率的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]可更新能量在能量網(wǎng)絡(luò)中越來(lái)越重要對(duì)預(yù)報(bào)所需要的和可供使用的饋入功率提出了新的要求，以便能由此盡可能最佳地控制該網(wǎng)。該挑戰(zhàn)反映在也允許分散地控制能量流動(dòng)的所謂“智能電網(wǎng)”的概念中。
[0003]由 Zimmermann H.G.、NeuneierR.、Grothmann R.在 Modeling and ForecastingFinancial Data, Techniques of Nonlinear Dynamics 中的文章 Modeling of DynamicalSystems by Error Correction Neural Networks (編輯 Soofi, A.和 Cao, L., KluwerAcademic出版社,2002,第237-263頁(yè))已知所謂的糾錯(cuò)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)(Error CorrctionNeural Network, ECNN)。
[0004]為了能均衡在能量網(wǎng)絡(luò)的下級(jí)網(wǎng)絡(luò)部分中的負(fù)載流的控制而無(wú)需在此利用來(lái)自上級(jí)網(wǎng)絡(luò)部分的能量，需要事先知道預(yù)測(cè)的饋入功率。因而，功率平衡和/或驅(qū)動(dòng)裝置負(fù)荷可以通過(guò)可控消耗器、蓄能器或能量生成裝置(例如熱力耦合設(shè)備(KWKSI))來(lái)均衡，但為此需要一定時(shí)間的預(yù)運(yùn)轉(zhuǎn)，以便能考慮其動(dòng)態(tài)情況(延時(shí)響應(yīng)特性)并且最終保證該可控消耗器、蓄能器或能量生成裝置及時(shí)準(zhǔn)備好工作。
[0005]這特別在所提到的可更新能量的情況下是成問(wèn)題的，因?yàn)樗峁┑墓β士赡芏虝r(shí)劇烈變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)在于避免上述的缺點(diǎn)并且尤其說(shuō)明一種解決方案，其使得能夠有效控制網(wǎng)絡(luò)部分，即使該網(wǎng)絡(luò)部分具有基于可更新能量的能源。
[0007]該任務(wù)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)解決。還由從屬權(quán)利要求得到本發(fā)明的改進(jìn)方案。
[0008]為了解決該任務(wù)，說(shuō)明一種用于確定由光伏設(shè)備輸出的功率的方法，
[0009]-基于至少一個(gè)相鄰的光伏設(shè)備的至少一個(gè)遮蔽信息。
[0010]相鄰的光伏設(shè)備也可以是提供關(guān)于太陽(yáng)輻射遮蔽的數(shù)據(jù)的(地點(diǎn))相鄰的測(cè)量區(qū)。
[0011]因此，可以通過(guò)如下方式進(jìn)行對(duì)光伏設(shè)備遮蔽的有效和短時(shí)的預(yù)報(bào)，即相對(duì)于至少另一個(gè)光伏設(shè)備的地理布置被考慮進(jìn)來(lái)。通過(guò)確定遮蔽、例如浮云運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)特定，可以預(yù)測(cè)出遮蔽方位和速度。在考慮該光伏設(shè)備和相鄰的光伏設(shè)備之間距離的情況下，可以確定出在遮蔽抵達(dá)之前的時(shí)間。相應(yīng)地，可以根據(jù)遮蔽的類型和規(guī)模來(lái)及時(shí)激活可控消耗器、蓄能器或能量生成裝置。
[0012]這種方案具備高精確性，因?yàn)橐愿叩臅r(shí)間分辨率和精度生成并考慮了氣候狀況。因此，也可以預(yù)報(bào)對(duì)于光伏設(shè)備的遮蔽，而對(duì)于這樣的遮蔽，全球可供使用的氣候信息及其時(shí)間上的預(yù)報(bào)持續(xù)時(shí)間太粗略且不準(zhǔn)確。
[0013]一個(gè)改進(jìn)方案是該遮蔽信息包括以下信息，所述信息基于減小的亮度并且尤其基于由云運(yùn)動(dòng)引起的遮蔽。
[0014]因此，遮蔽例如基于太陽(yáng)輻射被云和其它氣候作用影時(shí)遮蔽。
[0015]另一個(gè)改進(jìn)方案是:
[0016]-提供多個(gè)相鄰光伏設(shè)備的多個(gè)遮蔽信息，
[0017]-基于這些遮蔽信息來(lái)確定關(guān)于即將來(lái)臨的遮蔽的時(shí)間和地點(diǎn)預(yù)報(bào)，
[0018]-根據(jù)即將來(lái)臨的 遮蔽來(lái)確定該光伏設(shè)備的預(yù)期輸出功率。
[0019]因此，可以根據(jù)該光伏設(shè)備的預(yù)期輸出功率來(lái)提前確定附加地需要其它能源，以補(bǔ)償即將來(lái)臨的遮蔽和與之相關(guān)的光伏設(shè)備功率損失。
[0020]一個(gè)改進(jìn)方案尤其是，根據(jù)該光伏設(shè)備的預(yù)期輸出功率來(lái)激活其它能源。
[0021]一個(gè)改進(jìn)方案還在于，其它能源包括以下能源中的至少一個(gè):
[0022]-可控消耗器，
[0023]-蓄能器，
[0024]-能量生成裝置。
[0025]另外一個(gè)改進(jìn)方案是，多個(gè)相鄰的光伏設(shè)備在空間上至少部分包圍該光伏設(shè)備。
[0026]因而這些相鄰的光伏設(shè)備可以布置在該光伏設(shè)備周圍。這些光伏設(shè)備優(yōu)選不重疊。
[0027]在一個(gè)附加的改進(jìn)方案范圍內(nèi)，基于這些遮蔽信息根據(jù)預(yù)報(bào)模型來(lái)確定關(guān)于即將來(lái)臨的遮蔽的時(shí)間和地點(diǎn)預(yù)報(bào)。
[0028]預(yù)報(bào)模型例如是用于識(shí)別和預(yù)測(cè)開(kāi)放動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的非線性狀態(tài)空間模型，該系統(tǒng)一方面由內(nèi)部動(dòng)態(tài)特性(設(shè)備特性)且另一方面由外部影響因素(例如天氣情況和相鄰設(shè)備狀況)來(lái)驅(qū)使。該模型能以時(shí)間展開(kāi)的回歸神經(jīng)原網(wǎng)絡(luò)的形式來(lái)表述。開(kāi)放動(dòng)態(tài)特性的狀態(tài)和輸出公式優(yōu)選作為神經(jīng)原網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)化函數(shù)的形式來(lái)描述。這些參數(shù)通過(guò)優(yōu)化算法匹配于觀測(cè)數(shù)據(jù)以獲得盡可能高的預(yù)測(cè)品質(zhì)?？蛇x地，神經(jīng)原網(wǎng)絡(luò)包含糾錯(cuò)機(jī)制，其對(duì)動(dòng)態(tài)特性的干擾做出反應(yīng)并至少部分均衡所述干擾。神經(jīng)原網(wǎng)絡(luò)尤其具有以下優(yōu)點(diǎn)，即可以對(duì)非線性影響進(jìn)行映像。
[0029]下一個(gè)改進(jìn)方案在于，通過(guò)互相關(guān)性的最大化來(lái)求出遮蔽速度、尤其是浮云速度，
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定由光伏設(shè)備輸出的功率的方法， -基于至少一個(gè)相鄰的光伏設(shè)備的至少一個(gè)遮蔽信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該遮蔽信息包括以下信息，所述信息基于減小的亮度并且尤其基于由云運(yùn)動(dòng)所引起的遮蔽。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法， -其中提供多個(gè)相鄰的光伏設(shè)備的多個(gè)遮蔽信息， -其中基于這些遮蔽信息來(lái)確定關(guān)于即將來(lái)臨的遮蔽的時(shí)間和地點(diǎn)的預(yù)報(bào)， -其中根據(jù)即將來(lái)臨的遮蔽來(lái)確定該光伏設(shè)備的預(yù)期輸出功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中根據(jù)該光伏設(shè)備的預(yù)期輸出功率來(lái)激活其它能源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述其它能源包括以下能源中的至少一種: -可控的消耗器， -蓄能器， -能量生成裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一的方法，其中所述多個(gè)相鄰的光伏設(shè)備在空間上至少部分包圍該光伏設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6之一的方法,其中基于這些遮蔽信息根據(jù)預(yù)報(bào)模型來(lái)確定關(guān)于即將來(lái)臨的遮蔽的時(shí)間和地點(diǎn)的預(yù)報(bào)。`
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7之一的方法，其中遮蔽的速度、尤其是浮云的速度通過(guò)互相關(guān)性Rab的最大化來(lái)確定:
I T/2
Rah = ^ ? / Pait) ? Pb{t + r)dt
].~T/2.,(!ah 苴中丁 =--
^WoIke ， 其中 a,b表不兩個(gè)光伏設(shè)備， T表示觀測(cè)的時(shí)間間隔， P表示饋入功率， dab表示光伏設(shè)備a和b之間的距離， u wolke表示浮云的所估計(jì)的速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中根據(jù)空間上不同取向的光伏設(shè)備的互相關(guān)生的比較來(lái)確定遮蔽的方向、尤其是浮云的方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其中 -確定氣流的方向， -確定以不同程度遠(yuǎn)離的光伏設(shè)備的互相關(guān)性的方差； -根據(jù)所述氣流和方差和所述方差來(lái)確定遮蔽的變化、尤其是浮云形狀的變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中基于所確定的遮蔽變化來(lái)確定該光伏設(shè)備的預(yù)期輸出功率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中基于混合模型、尤其是基于糾錯(cuò)神經(jīng)原網(wǎng)絡(luò)來(lái)確定該光伏設(shè)備的功率。
13.一種用于調(diào)節(jié)光伏設(shè)備的裝置，該裝置具有處理單元，該處理單元被設(shè)置為使得由該光伏設(shè)備輸出的功率能基于至少一個(gè)相鄰的光伏設(shè)備的至少一個(gè)遮蔽信息來(lái)確定。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中該裝置是光伏設(shè)備。
15.一種系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求13或14的至少一個(gè)裝置。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK103718129SQ201280020854
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月28日
【發(fā)明者】J·班貝格爾, R·格羅特曼, K·赫舍, C·霍夫曼, M·梅茨格 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司