CN102395758A - 光伏电站输出 - Google Patents
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Abstract
一种光伏电力系统可以包括光伏阵列、逆变器和电池。
Description
要求优先权
本申请基于35U.S.C.§119(e)要求于2009年2月13日提交的序号为61/152,345的美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用被包含。
技术领域
本发明涉及光伏电站输出。
背景技术
光伏电站正在成为实际中能够产生数十兆瓦的电网级发电设备，从而降低了光伏模块的成本。为了满足对可再生能量的需求，正在建造更大的电站预计光伏电站的准入容量是大的。光伏电站可以产生短期的、快速地改变(例如，多达每分钟额定功率的100％或者每分钟额定功率的200％)的可变输出功率。所述可变输出功率可能是因孤立的、移动的云朵引起的阴影而造成的。由于该原因，所以能源生产者和电网运营者会认为大的光伏电站(即，大于2MW)是不可预测的。
通过用能够比诸如燃煤电站和核电站的基底负载发电站响应得相对要快的水力涡轮发电机、蒸汽涡轮发电机和燃气轮发电机配置用于负载跟踪、旋转备用、电压支持和频率调节的后备发电容量，来控制电网的稳定性、可靠性和电能质量。其中，电网的稳定性、可靠性和电能质量可能会受到大的光伏电站可变性的负面影响。后备发电源不会具有导致大的太阳能光伏电站的短期可变性的响应特性。
减小大的太阳能光伏电站的短期可变性将会减少对后备发电的需要。以并网配电级(69kV和更小)连接的大的光伏电站会根据网络或馈电线的容量和阻抗而引入电压偏差和闪变。减小短期可变性将减弱电压影响和/或允许调压装置起作用。
附图说明
图1是全球辐照度的曲线图。
图2是具有DC连接的电池的光伏电站的示意图。
图3是具有AC连接的电池的光伏电站的示意图。
图4是具有发电机的光伏电站的示意图。
图5是具有燃料电池的光伏电站的示意图。
图6是具有低变化率控制的光伏电站输出的说明性曲线。
图7是具有高变化率控制的光伏电站输出的说明性曲线。
具体实施方式
在有利的天气和云状况下太阳能电站往往是可预测的，表现为：产能与每日的太阳周期相符，还算接近每日的峰荷分布。然而，当孤立的积云掠过光伏阵列时，光伏太阳能有短期可变性，从而减少或消除太阳辐射的直射分量。云带来的变化效果宽，从稀薄卷云的减少10％或15％直至浓厚积云(雷雨云砧)的减少50％-70％。在云掠过时，光伏阵列会仅通过太阳辐射的漫射分量发电。图1示出了全球辐照度，其说明太阳辐射的比较快速的变化是可能的。光伏电站的功率输出分布与图1中示出的全球辐照度分布非常相似。
足够大、多兆瓦光伏电站的短期可变性会对输电网稳定性产生负面影响，这就需要配置大量的调制和旋转备用源以应对光伏电站输出的突变和巨变。此外，连接到配电网的光伏电站会对网络上的负载造成电力潮流、电压闪变和调压问题，并且会引起将使网络保护装置失效的条件。
可以通过包括作为光伏电站的一部分的辅助电源来减少短期可变性。辅助电源可以是储能系统，例如如本领域所知晓的电解电池型装置或液流电池，电解电池型装置例如为电容器电池(例如，铅酸电池、镍镉电池、钠电池或锂离子电池)。辅助电源也可以是供选择的发电装置，例如燃料电池或者通过由气体或液体和/或压缩空气供给动力的原动机和/或飞轮驱动的发电机。辅助电源可以是由两个或更多个前面描述的类型的装置组成的系统。辅助电源可以具有在几秒内响应功率控制信号的能力，并且能够以每分钟大于光伏电站额定值的100％或者每分钟大于光伏电站额定值的200％的比率改变功率水平。
这种布置可以控制光伏电站输出功率的改变率，以模拟热电站(例如，蒸汽涡轮发电和燃气轮发电)的更缓慢的响应特性。较少变化的光伏电站输出通过所有可用的电网发电资源来确保对短期太阳可变性的有效、稳定的响应。用来控制光伏电站输出变化率(亦称作缓变率)的光伏电站的构造如在附图中所示并在下面进行了描述。
大体上讲，一种由大的、连接到电网的光伏电站产生较少变化的输出功率的方法可以包括从光伏阵列接收光伏功率、测量光伏功率的变化率以及调整来自可控辅助电源和光伏功率转换器的功率，其中，组合的光伏功率和辅助电源的输出功率被设定为在给定的功率输出率变化范围内运行，所述给定的功率输出率变化范围定义了对电站输出功率变化率的最大允许正负限。
调整辅助电源可以包括调整这样的辅助电源，该辅助电源具有适于如在此所描述的系统构造和操作模式的功率和能量与动态响应。由于光伏电站的
能的功率输出变化率可以比较快，所以辅助电源可以具有更快速响应的能力。辅助电源可以是不间断可用的公用事业供应的能源。辅助电源可以是储能明显有限的高倍率可充电源。辅助电源可以是储能非常大的低倍率可充电辅助电源。储能系统可以包括用来转换并存储能量的机械和/或电气装置。储能系统可以是但不限于电解电池装置、电化学电池装置或者机械动力和/或势能存储装置中的一种。储能系统可以包括但不限于电解电池装置、电容器、铅酸电池，镍镉电池、钠电池、锂离子电池、液流电池或者机械动力和/或势能存储装置。辅助电源可以是供选择的发电装置。供选择的发电装置可以是但不限于燃料电池、风力涡轮发电机、飞轮发电机、气体燃料燃烧原动机-发电机，液体燃料原动机-发电机、压缩气体提供动力的原动机-发电机或它们的组合中的一种，包括空气提供动力的原动机-发电机。调整辅助电源可以包括调整储能系统或供选择的发电装置或者调整在储能系统中存储的能量的量，以将电站输出功率变化率保持在正负功率变化率限度之内。调整辅助电源可以包括调整多种储能装置类型、多种发电装置类型或者多种储能和发电装置的最佳组合。
调整辅助电源可以包括调整不间断可用的源。辅助电源可以是公用事业供应的能源。辅助电源可以是具有明显有限的能源的源或高倍率可充电源。调整辅助电源可以包括调整储能系统或供选择的发电装置。储能系统可以是但不限于电解电池装置、电容器、铅酸电池、镍镉电池、钠电池、锂离子电池、液流电池或者机械动力和/或势能存储装置中的一种。储能系统和供选择的发电系统可以包括用来转换和存储能量的机械和/或电气装置。供选择的发电装置可以是但不限于燃料电池、风力涡轮发电机、飞轮发电机、气体燃料原动机-发电机、液体燃料原动机-发电机或者压缩空气提供动力的原动机-发电机中的一种。
如果辅助电源是储能系统，则该方法可以包括：当光伏输出功率变化率超过功率输出率变化范围的正限时，提高辅助电源中存储的能量的量，该方法可以包括：当光伏输出功率变化率超过功率输出率变化范围的正限时，降低光伏功率。该方法可以包括：当光伏输出功率变化率在允许的功率输出率变化范围内时，保持辅助电源中存储恒定量的能量。该方法可以包括：当光伏输出功率变化率超出功率输出率变化范围的负限时，减少辅助电源中存储的能量的量。该方法可以包括：建立与标准功率变化率限度相比具有更紧容限的二次正负功率变化率限度。该方法可以包括：建立一个或多个限定辅助电源中的存储能量的上下容量限度的设定点，所述上下容量限度用来确定从标准功率变化率限度到二次功率变化率限度的转变。该方法可以包括：设定辅助电源中存储能量的上下容量滞后限度，所述上下容量滞后限度用来确定从二次功率变化率限度到标准功率变化率限度的转变。该方法可以包括：当存储的能量的水平落在下容量限度以下时，切换到二次正功率变化率限度。以便于在输出功率变化率为正时对辅助电源快速充电。该方法可以包括：当辅助电源中存储的能量的水平上升到下容量滞后限度以上时，返回到标准正功率变化率限度。该方法可以包括：当存储的能量的水平上升到上容量限度以上时，切换到二次负功率变化率限度，以便于在输出功率变化率为负时对辅助电源进行快速放电。该方法可以包括：当辅助电源中的存储能量的水平落在上容量滞后限度以下时，返回到标准负功率变化率限度。
该方法可以包括电站的操作，该操作依照调度设定点调度电站输出功率。该方法可以包括建立恒定的调度设定点。该方法可以包括：建立从由一系列不同的点组成的调度表得到的调度设定点。该方法可以包括：当光伏输出功率大于调度设定点时，提高辅助电源中存储的能量的水平。该方法可以包括：当光伏输出功率小于调度设定点时，降低辅助电源中存储的能量的水平。该方法可以包括：当调度设定点改变时，限制组合的光伏功率和辅助电源的变化率、使其在功率输出率变化范围内运行。
如果辅助电源是供选择的发电装置，则该方法可以包括：在光伏输出功率变化率在允许的功率输出率变化范围内时，保持恒定的辅助功率。该方法可以包括：当光伏输出功率变化率超过功率输出率变化范围的正限时，减小辅助功率。该方法可以包括：当光伏输出功率变化率超出功率输出率变化范围的负限时，增大辅助功率。该方法可以包括：当光伏输出功率变化率超过功率输出速变化范围的正限时，减小光伏功率。该方法可以包括：如果光伏输出功率增大或减小，则将电站输出功率保持在恒定的水平。
该方法还可以包括惯性设定点，用来抑制在转变到不同的功率变化率状况时(包括负功率变化率到正功率变化率状况，或从正功率变化率变为负功率变化率状况)电站输出功率变化率的比率。该方法还可以包括：在确定何时应做出功率输出变化率的变化以及确定功率变化率限度的近似新值时，使用电站辐照度测量值作为先行指标。该方法还可以包括：当电站测量的辐照度值达到相对稳定的最小值或最大值时，减慢或减小电站输出变化率。该方法还可以包括：如果辐照度测量值正在增大，则调整储能系统中增加存储的能量的比率，直到允许的正功率变化率限度。该方法还可以包括：如果辐照度测量值正在减小，则调整储能系统中减小存储的能量的比率，直到允许的负功率变化率限度。该方法还可以包括：如果辐照度测量值正在增大，则调整辅助功率减小的比率，直到允许的正功率变化率限度。该方法还可以包括：如果辐照度测量值正在减小，则调整辅助功率增大的比率，直到允许的负功率变化率限度。
该方法还可以包括：建立电站操作，以遵循基于太阳能产生预报的能量/功率调度；或者建立电站操作，以遵循通过太阳能产生预报技术确定的预定能量/功率调度。能量/动力预报调度可以预测电站每工时预期的能量和平均功率。该方法还可以包括基于小时时间段内的平均预报功率的上功率预报限和下功率预报限。该方法还可以包括：如果电站输出功率在上下功率预报限内，则减小或增大辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以将电站输出变化率保持在电站输出变化率范围内。该方法还可以包括：如果电站输出功率接近下功率预报限，则减小储能系统中储存的能量的水平，以保持恒定的电站输出功率。该方法还可以包括：如果电站输出功率接近上功率预报限，则增大储能系统中存储的能量的水平，以保持恒定的电站输出功率。该方法还可以包括：如果电站输出功率接近下功率预报限，则增大辅助功率，以保持恒定的电站输出功率。该方法还可以包括：如果电站输出功率接近上功率预报限，则减小辅助功率，以保持恒定的电站输出功率。该方法还可以包括：当从一个预定工时转变到下一预定工时时，限制组合的光伏和辅助电源的变化率，以在功率输出变化率范围内运行。该方法还可以包括：调整辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以控制电站输出，以使得基于与公用事业税率结构和税则有关的预定标准、因偏离预定产能的净能偏差而导致的任何税罚最小化。
该方法可以包括：调整辅助功率或存储的能量的水平以补偿云层的变化或云层的预期变化。该方法可以包括：当预报或实际上检测到云层时，增大辅助功率或存储的能量的水平。该方法可以包括：在没有云层的情况下，调整辅助功率或存储的能量的水平。该方法可以包括：当预报或实际上检测到没有云层时，减小辅助功率或存储的能量的水平。该方法可以包括：在从大的，连接到电网的光伏电站产生较少变化的输出的同时，为了电网调频、辅助服务或负荷转移而调整辅助功率或存储的能量的水平。
用来产生较少变化的输出功率的系统可以包括：光伏阵列；连接到光伏阵列的逆变器；辅助电源，通过直流变换器连接到逆变器，其中，逆变器产生输出到电网的交流功率。该系统可以包括电站控制系统，电站控制系统控制逆变器和辅助电源，测量来自光伏阵列的功率的变化率，并且调整辅助功率输出。该系统可以包括组合的光伏阵列和辅助电源的输出功率，该输出功率被设定成在给定的功率输出变化率范围内运行，所述给定的功率输出变化率范围限定最大允许的电站输出功率变化率(正或负)。该系统可以包括针对正负功率变化率限度的分开的且独立可调的设定点。该系统可以包括在0％(零)和100％之间连续可调的正和负的功率变化率限度。该系统可以包括设定点，所述设定点可以预设，然后响应于一天中的时间，当前的、预定的或预期的光伏电站操作状况，或者当前的或预期的天气状况通过电站控制系统自动改变。
该系统可以包括作为不间断可用的源的辅助电源。辅助电源可以是公用事业供应的能源。辅助电源可以是具有明显有限的能源的源或高倍率可充电源。该系统可以包括辅助电源，辅助电源是储能系统和供选择的发电装置中的至少一种。储能系统可以是电解电池装置、电容器、铅酸电池、镍镉电池、钠电池、锂离子电池、液流电池或者机械动力和/或势能存储装置中的一种。供选择的发电装置可以是燃料电池、风力涡轮发电机、飞轮发电机、气体燃料原动机、液体燃料原动机或压缩气体提供动力的原动机中的一种。
该系统可以包括辅助电源，辅助电源是这样的源，其具有适于如在此所描述的系统构造和操作模式的功率和能量与动态响应。由于光伏电站的可能的功率输出变化率可以比较快，所以辅助电源可以具有更快速响应的能力。辅助电源可以是不间断可用的公用事业供应的能源。辅助电源可以是储能明显有限的高倍率可充电源。辅助电源可以是储能非常大的低倍率可充电辅助电源。储能系统可以包括用来转换并存储能量的机械和/或电气装置。储能系统可以是但不限于电解电池装置、电容器、铅酸电池、镍镉电池、钠电池、锂离子电池、液流电池或者机械动力和/或势能存储装置中的一种。辅助电源可以是供选择的发电装置。供选择的发电装置可以是但不限于燃料电池、风力涡轮发电机、飞轮发电机、气体燃料燃烧原动机-发电机、液体燃料原动机-发电机、压缩气体提供动力的原动机-发电机或它们的组合中的一种，包括空气提供动力的原动机-发电机。该系统可以包括辅助电源，辅助电源是储能系统和供选择的发电装置中的至少一种。该系统可以包括多种储能装置类型、多种发电装置类型或者多种储能和发电装置的最佳组合。
该系统可以包括由储能系统组成的辅助电源。当光伏输出功率变化率超过功率输出变化率范围的正限时，电站控制系统可以增大辅助电源中存储的能量的水平。当光伏输出功率变化率超过功率输出变化率范围的正限时，所述系统可以减小光伏功率。当光伏输出功率变化率在功率输出变化率范围的正负限内时，电站控制系统可以保持辅助电源中存储恒定水平的能量。当光伏输出功率变化率在功率输出变化率范围的负限以下时，电站控制系统可以减小辅助电源中存储的能量的水平。该系统可以包括与标准功率变化率限度相比具有更紧容限的二次正负功率变化率限度。该系统可以包括设定点，所述设定点限定辅助电源中存储的能量的上下容量限度，上下容量限度用来确定从标准功率变化率限度到二次功率变化率限度的转变。该系统可以包括辅助电源中存储能量的上下容量滞后限度，用来确定从二次功率变化率限度到标准功率变化率限度的转变。当存储的能量的水平落在下容量限度以下时，电站控制系统可以切换到二次正功率变化率限度，以便于在输出功率变化率为正时对辅助电源快速充电。当辅助电源中存储的能量的水平上升到下容量滞后限度以上时，电站控制系统可以返回到标准正功率变化率限度。当存储的能量的水平上升到上容量限度以上时，电站控制系统可以切换到二次负功率变化率限度，以便于在输出功率变化率为负时对辅助电源进行快速放电。当辅助电源中存储的能量的水平落在上容量滞后限度以下时，电站控制系统可以返回到标准负功率变化率限度。
该系统可以包括电站控制系统，电站控制系统控制组合的光伏阵列和辅助电源的输出功率在恒定的功率水平下运行。该系统可以包括针对正负功率变化率限度的分开的且独立可调的设定点。该系统可以包括设定点，这些设定点限制在0％(零)和100％之间连续可调的正和负的电站功率输出变化率。电站控制系统可以操作电站保持恒定调度设定点。该系统可以操作电站保持恒定的调度设定点。该系统可以操作电站遵循由一系列不同的调度设定点组成的调度表。当光伏电站输出大于调度设定点时，该系统可以增加辅助电源中存储的能量的水平。当光伏电站输出小于调度设定点时，该系统可以降低辅助电源中存储的能量的水平。当调度设定点改变时，该系统可以限制组合的光伏功率和辅助电源的变化率，使其在功率输出变化率范围内运行。
该系统可以包括由发电装置组成的辅助电源。当光伏功率变化率超过功率输出变化率范围的正限时，电站控制系统可以减小从辅助电源输出的功率。当光伏功率变化率在功率输出变化率范围的正负限内时，电站控制系统可以保持来自辅助电源的恒定的功率输出。当光伏功率变化率在功率输出变化率范围的负限以下时，电站控制系统可以增大从辅助电源输出的功率。当光伏输出功率变化率超过功率输出变化率范围的正限时，电站控制系统可以减小光伏功率。如果光伏功率增大或减小，则电站控制系统可以将输出功率保持在恒定的水平。该系统可以包括多种储能装置、多种发电装置或者多种储能和发电装置的组合。
电站控制系统还可以包括惯性设定点，用来抑制在转变到不同的功率变化率状况时(包括负功率变化率到正功率变化率状况，或从正功率变化率变为负功率变化率状况)电站输出功率变化率的比率。该系统还可以包括：在确定何时应做出功率输出变化率的变化以及确定功率变化率限度的近似新值时，使用电站辐照度测量值作为先行指标。该系统还可以包括：当电站测量的辐照度值达到相对稳定的最小值或最大值时，减慢或减小电站输出变化率。该系统还可以包括：如果辐照度测量值正在增大，则调整储能系统中增加存储的能量的比率，直到允许的正功率变化率限度。该系统还可以包括：如果辐照度测量值正在减小，则调整储能系统中减小存储的能量的比率，直到允许的负功率变化率限度。该系统还可以包括：如果辐照度测量值正在增大，则调整辅助功率减小的比率，直到允许的正功率变化率限度。该系统还可以包括：如果辐照度测量值正在减小，则调整辅助功率增大的比率，直到允许的负功率变化率限度。
电站控制系统还可以包括电站操作，以遵循通过太阳能产生预报技术确定的预定能量/功率调度。能量/动力预报调度可以预测电站每工时预期的能量和平均功率。该系统还可以包括基于小时时间段内的平均预报功率的上功率预报限和下功率预报限。该系统还可以包括：如果电站输出功率在上下功率预报限内，则减小或增大辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以将电站输出变化率保持在功率输出变化率范围内。该系统还可以包括：如果电站输出功率接近下功率预报限，则减小储能系统中储存的能量的水平，以保持恒定的电站输出功率。该系统还可以包括：如果电站输出功率接近上功率预报限，则增大储能系统中存储的能量的水平，以保持恒定的电站输出功率。该系统还可以包括：如果电站输出功率接近下功率预报限，则增大辅助功率，以保持恒定的电站输出功率。该系统还可以包括：如果电站输出功率接近上功率预报限，则减小储能系统中存储的能量的水平，以保持恒定的电站输出功率。该系统还可以包括：当从一个预定工时转变到下一预定工时时，限制组合的光伏和辅助电源的变化率，以在功率输出变化率范围内运行。该电站控制系统还可以包括：调整辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以控制电站输出，以使得基于与公用事业税率结构和税则有关的预定标准、因偏离预定产能的净能偏差而导致的任何税罚最小化。
电站控制系统可以预计云层来调整辅助功率或存储的能量的水平，以补偿云层。当预报或实际上检测到云层时，电站控制系统可以增大辅助功率或存储的能量的水平。在没有云层的情况下，电站控制系统可以调整辅助功率或存储的能量的水平。当预报或实际上检测到没有云层时，电站控制系统可以减小辅助功率或存储的能量的水平。为了电网调频、辅助服务或负荷转移，电站控制系统可以调整辅助功率或存储的能量的水平。
用来产生较少变化的输出功率的系统可以包括：光伏阵列；连接到光伏阵列的逆变器；以及辅助电源，其中，辅助电源产生输出到电网的交流输出功率。该系统可以包括电站控制系统，电站控制系统控制逆变器和辅助电源，测量来自光伏阵列的功率的变化率，并且调整辅助功率输出。该系统可以包括组合的光伏电站和辅助电站的输出功率，该输出功率被设定成在给定的功率输出变化率范围内运行，所述给定的功率输出变化率范围限定最大允许的电站输出功率变化率(正或负)。该系统可以包括针对正负功率变化率限度的分开的且独立可调的设定点。该系统可以包括在0％(零)和100％之间连续可调的正和负的功率变化率限度。该系统可以包括设定点，所述设定点可以预设，然后响应于一天中的时间，当前的、预定的或预期的光伏电站操作状况、以及当前的或预期的天气状况通过电站控制系统自动改变。
该系统可以包括作为不间断可用的源的辅助电源。辅助电源可以是公用事业供应的能源。辅助电源可以是具有明显有限的能源的源或高倍率可充电源。该系统可以包括辅助电源，辅助电源是储能系统和供选择的发电装置中的至少一种。储能系统可以是电解电池装置、电容器、铅酸电池、镍镉电池、钠电池、锂离子电池、液流电池或者机械动力和/或势能存储装置中的一种。供选择的发电装置可以是燃料电池、风力涡轮发电机、飞轮发电机、气体燃料原动机、液体燃料原动机或压缩气体提供动力的原动机中的一种。
该系统可以包括辅助电源，辅助电源是这样的源，其具有适于如在此所描述的系统构造和操作模式的功率和能量与动态响应。由于光伏电站的可能的功率输出变化率可以比较快，所以辅助电源可以具有更快速响应的能力。辅助电源可以是不间断可用的公用事业供应的能源。辅助电源可以是储能明显有限的高倍率可充电源。辅助电源可以是储能非常大的低倍率可充电辅助电源。储能系统可以包括用来转换并存储能量的机械和/或电气装置。储能系统可以是但不限于电解电池装置、电容器、铅酸电池、镍镉电池、钠电池、锂离子电池、液流电池或者机械动力和/或势能存储装置中的一种。辅助电源可以是供选择的发电装置。供选择的发电装置可以是但不限于燃料电池、风力涡轮发电机、飞轮发电机、气体燃料燃烧原动机-发电机、液体燃料原动机-发电机、压缩气体提供动力的原动机-发电机或它们的组合中的一种，包括空气提供动力的原动机-发电机。该系统可以包括辅助电源，辅助电源是储能系统和供选择的发电装置中的至少一种。该系统可以包括多种储能装置类型、多种发电装置类型或者多种储能和发电装置的最佳组合。
该系统可以包括由储能系统组成的辅助电源。当光伏输出功率变化率超过功率输出变化率范围的正限时，电站控制系统可以增大辅助电源中存储的能量的水平。当光伏输出功率变化率超过功率输出变化率范围的正限时，所述系统可以减小光伏功率。当光伏输出功率变化率在功率输出变化率范围的正负限内时，电站控制系统可以保持辅助电源中存储恒定水平的能量。当光伏输出功率变化率在功率输出变化率范围的负限以下时，电站控制系统可以减小辅助电源中存储的能量的水平。该系统可以包括与标准功率变化率限度相比具有更紧容限的二次正负功率变化率限度。该系统可以包括设定点，所述设定点限定辅助电源中存储的能量的上下容量限度，上下容量限度用来确定从标准功率变化率限度到二次功率变化率限度的转变。该系统可以包括辅助电源中存储能量的上下容量滞后限度，用来确定从二次功率变化率限度到标准功率变化率限度的转变。当存储的能量的水平落在下容量限度以下时，电站控制系统可以切换到二次正功率变化率限度，以便于在输出功率变化率为正时对辅助电源快速充电。当辅助电源中存储的能量的水平上升到下容量滞后限度以上时，电站控制系统可以返回到标准正功率变化率限度。当存储的能量的水平上升到上容量限度以上时，电站控制系统可以切换到二次负功率变化率限度，以便于在输出功率变化率为负时对辅助电源进行快速放电。当辅助电源中存储的能量的水平落在上容量滞后限度以下时，电站控制系统可以返回到标准负功率变化率限度。
该系统可以包括电站控制系统，电站控制系统控制组合的光伏阵列电站和辅助电源的电站输出功率在恒定的功率水平下运行。该系统可以包括针对正负功率变化率限度的分开的且独立可调的设定点。该系统可以包括设定点，这些设定点限制在0％(零)和100％之间连续可调的正和负的电站功率变化率。电站控制系统可以操作电站保持等于调度设定点的恒定功率。该系统可以操作电站保持恒定的调度设定点。该系统可以操作电站遵循由一系列不同的调度设定点组成的调度表。当光伏电站输出大于调度设定点时，该系统可以增加辅助电源中存储的能量的水平。当光伏电站输出小于调度设定点时，该系统可以降低辅助电源中存储的能量的水平。当调度设定点改变时，该系统可以限制组合的光伏功率和辅助电源的变化率，使其在功率输出变化率范围内运行。
该系统可以包括由发电装置组成的辅助电源。当光伏功率变化率超过功率输出变化率范围的正限时，电站控制系统可以减小从辅助电源输出的功率。当光伏功率变化率在功率输出变化率范围的正负限内时，电站控制系统可以保持来自辅助电源的恒定的功率输出。当光伏功率变化率在功率输出变化率范围的负限以下时，电站控制系统可以增大从辅助电源输出的功率。当光伏输出功率变化率超过功率输出变化率范围的正限时，电站控制系统可以减小光伏功率。如果光伏功率增大或减小，则电站控制系统可以将输出功率保持在恒定的水平。该系统可以包括多种储能装置、多种发电装置或者多种储能和发电装置的组合。
电站控制系统还可以包括惯性设定点，用来抑制在转变到不同的功率变化率状况时(包括负功率变化率到正功率变化率状况，或从正功率变化率变为负功率变化率状况)电站输出功率变化率的比率。该系统还可以包括：在确定何时应做出功率输出变化率的变化以及确定功率变化率限度的近似新值时，使用电站辐照度测量值作为先行指标。该系统还可以包括：当电站测量的辐照度值达到相对稳定的最小值或最大值时，减慢或减小电站输出变化率。该系统还可以包括：如果辐照度测量值正在增大，则调整储能系统中增加存储的能量的比率，直到允许的正功率变化率限度。该系统还可以包括：如果辐照度测量值正在减小，则调整储能系统中减小存储的能量的比率，直到允许的负功率变化率限度。该系统还可以包括：如果辐照度测量值正在增大，则调整辅助功率减小的比率，直到允许的正功率变化率限度。该系统还可以包括：如果辐照度测量值正在减小，则调整辅助功率增大的比率，直到允许的负功率变化率限度。
电站控制系统还可以包括电站操作，以遵循通过太阳能产生预报技术确定的预定能量/功率调度。能量/动力预报调度可以预测电站每工时预期的能量和平均功率。该系统还可以包括基于小时时间段内的平均预报功率的上功率预报限和下功率预报限。该系统还可以包括：如果电站输出功率在上下功率预报限内，则减小或增大辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以将电站输出变化率保持在功率输出变化率范围内。该系统还可以包括：如果电站输出功率接近下功率预报限，则减小储能系统中储存的能量的水平，以保持恒定的电站输出功率。该系统还可以包括：如果电站输出功率接近上功率预报限，则增大储能系统中存储的能量的水平，以保持恒定的电站输出功率。该系统还可以包括：如果电站输出功率接近下功率预报限，则增大辅助功率，以保持恒定的电站输出功率。该系统还可以包括：如果电站输出功率接近上功率预报限，则减小储能系统中存储的能量的水平，以保持恒定的电站输出功率。该系统还可以包括：当从一个预定工时转变到下一预定工时时，限制组合的光伏和辅助电源的变化率，以在功率输出变化率范围内运行。该电站控制系统还可以包括：调整辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以控制电站输出，以使得基于与公用事业税率结构和税则有关的预定标准、因偏离预定产能的净能偏差而导致的任何税罚最小化。
电站控制系统可以预计云层变化来调整辅助功率或存储的能量的水平，以补偿云层变化。当预报或实际上检测到云层时，电站控制系统可以增大辅助功率或存储的能量的水平。在没有云层的情况下，电站控制系统可以调整辅助功率或存储的能量的水平。当预报或实际上检测到没有云层时，电站控制系统可以减小辅助功率或存储的能量的水平。在从大的、连接到电网的光伏电站产生较少变化的输出的同时，为了电网调频、辅助服务或负荷转移，电站控制系统可以调整辅助功率或存储的能量的水平。
辅助电源可以是各种类型，从使用公用事业供应的能源的不间断可用的源至能源明显有限的源(包括高倍率可充电源)。由于光伏电站的可能的功率输出变化率可以比较快，所以辅助电源可以具有更快速响应的能力。
现在参照图2，该系统具有规定的算法。如图2所示，系统200包括连接到电站控制系统210的光伏阵列205。电站控制系统210包括DC/DC转换器215和逆变器220。光伏阵列205连接到逆变器220，然后连接到电网225。另外，电池230连接到DC/DC转换器215。作为辅助电源的电池230用来减少光伏电站输出的可变性。电池230可以是先前描述的储能装置之一。正常情况下，电池230保持在近50％的荷电状态。正常情况下，为了控制光伏阵列205的最大功率点而操作的逆变器220基于可用的辐照度将来自光伏阵列205的功率传递到电网225。功率水平随着可用的阳光的变化而在一天的过程中不断地增大和减小。一天内的变化率的标准绝对值(ABS)小于每分钟峰值额定功率的0.5％。
当太阳可变性使光伏电站输出功率的变化率超过标准功率输出变化率范围的限度时，例如快于每分钟3％(正或负)时，光伏电站控制系统210控制DC/DC转换器215提供来自电池230的电流或者将电流提供给电池230，以控制进入逆变器220的电流，从而将传递到电网225的功率的变化保持在功率轮出变化率范围的标准正负限度内。通过分开的且独立可变的正负功率变化率范围来限定功率输出变化率范围。负功率变化率限度可以是每分钟0与-100％之间的任一值。正功率变化率限度可以是每分钟0与+100％之间的任一值。功率变化率限度可以由用户来预先设定，并且可以基于当地的可变性限度、当前的或预定的电站运行状况、一天中的时间或者当前的或预报的天气状况通过电站控制系统210来自动调整。如在此所解释的，包括其它的用户定义的预设项，来对功率水平、储能控制和辅助电源操作设定边界。例如，当光伏功率输出以比负功率变化率限度快的速率减小时，通过控制DC/DC转换器电流从电池230流到逆变器220来释放储存在电池230内的能量。该操作是将电池电流加入到光伏电流，从而为逆变器220提供了足够的电流，将电站输出功率的变化率减小至等于负功率变化率限度。以这种模式，使电池230放电，并且失去能量。在需要时，光伏电站控制系统210不断地监测电网输出功率并调整DC/DC转换器电流的水平和方向，使得电网输出功率在功率输出变化率范围的正负限内。当光伏输出变化率在功率变化率范围的正负限内时，DC/DC转换器电流最后减小到零。类似地，如果光伏功率输出以比正功率变化率限度快的速率增大，则通过控制DC/DC转换器电流流到电池230中来将来自光伏阵列205的电流的一部分传递到电池230。该操作是从光伏电流减去电池电流，从而将电站输出功率的变化率减小至等于正功率变化率限度。以这种模式，对电池230充电，并且储存能量。如果随着时间的过去，释放和吸收的能量相等，则电池230的总的荷电状态将只是减少充电和放电的损失。
在采用能量有限的电池230(即，少于60分钟的额定功率)的系统中，电站控制系统210监测电池230的荷电状态(SOC)。当SOC达到用户定义的下容量限时，电站控制系统210调整正功率变化率限度。当SOC达到用户定义的上容量限时，电站控制系统210调整负功率变化率限度。如果电池230达到上容量限，则减小负功率变化率限度，以促进在负功率变化率状况期间更快的放电速率，从而防止电池230达到最大容量。电站控制系统210包含对于上容量限的可编程滞后。包括上容量滞后限，来防止在达到上容量限之后负功率变化率限度的快速变化。为了使电站控制系统210将负功率变化率限度返回至其标准值，SOC必须降至上容量滞后限以下。如果电池230达到其最大的SOC，则电站控制系统210将通过削减光伏功率控制逆变器220减小电站输出变化率。如果电池230达到下容量限，则减小正功率变化率限度，以促进在正功率变化率状况期间更快的充电速率，从而防止电池230达到其零容量水平。电站控制系统210包含对于下容量限的可编程滞后。包括下容量滞后限，来防止在已经达到下容量限之后正功率变化率限度的快速变化。为了使电站控制系统210将正功率变化率限度返回到其标准值，SOC必须上升到下容量滞后限之上。如果需要的话，则控制系统210不断地监测电网输出功率和电池SOC，并且自动调整电池功率水平、功率流动方向和变化率，使得电网输出功率变化率包含在功率输出变化率范围内并且使电池可用性最大化。当输出变化率在功率输出变化率范围内时，将电池功率降至零。当电池SOC在上容量限和下容量限之间时，将正负功率变化率限度设定到它们的标准值。
电站控制系统210还监测功率输出变化率状况之间的转变。电站控制系统210可以包含惯性设定点。该制定的惯性的目的是为了抑制在电站转变到不同的功率变化率状况时(包括从负功率变化率变为正功率变化率，或从正功率变化率变为负功率变化率)输出功率变化率的比率。在确定何时应做出功率变化率限度的变化以及确定功率变化率限度的近似新值时，电站控制系统210可以使用辐照度传感器250的测量值作为先行指标。如果辐照度测量值达到稳定的最小或最大值，则电站控制系统210可以将电站输出变化率减慢至每分钟将近0％。如果辐照度传感器250指示辐照度水平正在增大，则电站控制系统210将控制DC/DC转换器215调整电池230充电的倍率，直到允许的正功率变化率限度。如果辐照度传感器250指示辐照度水平正在减小，则电站控制系统210将控制DC/DC转换器215调整电池230放电的倍率，直到允许的负功率变化率限度。
从天气预报服务数据245并从基于地面的太阳辐射传感器250接收另外的电站控制输入。在光伏阵列位置205处的地面上的传感器250和沿盛行风和主要天气的大体方向离光伏电站在合适距离内的传感器250用来确定近期云层，以管理电站输出和储能系统的SOC。如果由传感器250来检测云层的近期变化，那么电站控制系统210可以预测对光伏电站辐照度水平的影响，并按需要通过对电池230充电或放电将电池230的SOC调整得较高或较低，以使电站输出可变性最小化。只要电站控制系统210基于天气预报数据确定将不需要储能系统来减少光伏电站可变性，电站控制系统210就使电池230基于辅助源容量而可用于电网调频、其它的营利性辅助服务和峰值负荷转移。
天气预报服务数据245也可以提供通过太阳能产生预报技术确定的预定能量/功率调度。能量/功率预报调度可以预测电站每工时预期的能量和平均功率。基于从天气预报服务数据245接收到的预报，控制系统210可以基于小时时间段内的平均预报功率来设定上功率预报限和下功率预报限。在每个小时时间段内，电站控制系统210监测电站输出功率。如果电站输出功率在该小时处于上下功率预报限内，则电站控制系统210将操作电站使电站输出的变化率保持在在此描述的功率输出变化率范围的正负限内。如果在该小时内达到上功率预报限，则电站控制系统210将控制DC/DC转换器215对电池230充电，以将电站输出的功率保持为恒等于上功率预报限。如果在该小时内达到下功率预报限，则电站控制系统210将控制DC/DC转换器215使电池230放电，以将电站输出的功率保持为恒等于下功率预报限。当改变调度间隔时，电站控制系统210将控制DC/DC转换器215使电站输出功率的变化率保持在功率输出变化率范围的正负限内。包括天气预报服务数据245的目的是为了使基于与公用事业税率结构和税则有关的预定标准、因偏离预定产能的净能偏差而导致的任何税罚最小化。
在采用较高容量储能源的系统(即，多于60分钟的额定功率)中，用来减少输出功率的可变性的光伏电站控制算法是适应的，使得在滚动时间段内求平均得到的电池的充放电倍率、电池的荷电状态(SOC)和电池能量输入/输出用来调整功率输出变化率范围的正负限。通过使标准电站输出随着可变性、辐值和占空比增大而减小以及使标准电站输出功率随着可变性、辐值和占空比减小而增大，该算法使储能容量最优化。该算法的目的是代替光伏阵列205随着时间的过去的损失加上释放的能量。如果逆变器220可用的功率大于逆变器220的最大容量(逆变器220的作为削波或限流而公知的操作模式确定该最大容量)，则电站控制系统210将控制DC/DC转换器215以允许逆变器220将最大功率传递给电网225的倍率对电池230充电，而无需削波或限流。如果需要的话，则控制系统210不断地监测电网输出功率和电池SOC，并且自动调整电池功率水平、功率流动方向和变化率，使得电网输出功率变化率处于功率输出变化率范围的正负限内并且使电池可用性最大化。当电站输出变化率在功率变化率限度内时，将电池功率降至零。当电池SOC在高水平和低水平之间时，将正负功率变化率限度设定成它们的标准值。该法的一天操作循环在图6中示出。
在采用较高容量储能源的系统(即，多于60分钟的额定功率)中，用来减少输出功率的可变性的光伏电站控制算法可以是恒定的调度信号。应当由电站控制系统210来限定调度信号。通过使得与峰值公用事业需求和最高的时段(TOD)费率相符合而传输标准电站输出能量，该算法使储能容量最优化。通过这种控制方法，电站根据调度设定点输出恒定功率水平。电站输出被限制为在上述的功率输出变化率范围内运行。如果调度水平改变，则电站输出功率将被调整成不超过正功率变化率限度或负功率变化率限度。该算法的目的是提供恒定的功率输出，使经济调度最大化，并恢复光伏阵列205随着时间的过去的损失加上释放的能量。如果逆变器220可用的功率大于调度设定点，则电站控制系统210将控制DC/DC转换器215以允许逆变器220向电网225传递恒定功率的倍率对电池230充电。如果逆变器220可用的功率小于调度设定点，则电站控制系统210将控制DC/DC转换器215以允许逆变器220向电网225传递恒定功率的倍率对电池230放电。控制系统210不断电监测电网输出功率和电池SOC，并自动地调整电池功率水平，功率流动方向，使得电网输出功率根据调度设定点而恒定。如果电站控制系统210被指示改变其调度设定点，则电站控制系统以使电站输出保持在功率输出变化率范围的限度内的比率来升高或降低输出功率。
现在参照图3，该系统具有规定的算法。如图3所示，系统300包括连接到电站控制系统310的光伏阵列305。电站控制系统310包括电池逆变器315和光伏逆变器320。光伏阵列305连接到光伏逆变器320，然后连接到电网325。另外，电池330可以是先前描述的储能装置之一。电池330正常保持在近50％的荷电状态。连接到电池逆变器315的电池330用来减小光伏电站输出的可变性。然而，与在图2的系统中不同，电池逆变器315连接在逆变器320的AC或电网侧。
当光伏电站输出功率的变化率超过功率输出变化率范围的限度时，例如快于每分钟3％(正或负)时，电站控制系统310控制电池逆变器315提供来自电池330的功率或者将功率提供给电池330，从而将传递到电网325的功率的变化保持在功率输出变化率范围的标准正负限内。通过分开的且独立可变的正负功率变化率限度来限定功率输出变化率范围。负功率变化率限度可以是每分钟0与-100％之间的任一值。正功率变化率限度可以是每分钟0与+100％之间的任一值。功率变化率限度可以由用户来预先设定，并且可以基于当地的可变性限度、当前的或预定的电站运行状况、一天中的时间或者当前的或预报的天气状况通过电站控制系统310来自动调整。如在此所解释的，包括其它的用户定义的预设项，来对功率水平、储能控制和辅助电源操作设定边界。例如，当光伏功率以比负功率变化率限度快的速率减小时，通过控制电池逆变器功率从电池330流到电网325来释放储存在电池330内的能量。该操作是将电池功率加入到光伏电站输出功率，从而将电站功率输出的变化率减小至等于负功率变化率限度。以这种模式，使电池330放电，并且失去能量。在需要时，光伏电站控制系统310不断地监测电网输出功率，并调整电池逆变器功率水平和方向，使得电网输出功率在功率输出变化率范围的正负限内。当光伏输出变化率在功率变化率范围的正负限内时，电池逆变器电流最后减小到零。类似地，如果光伏输出功率以比正功率变化率限度快的速率增大，则通过控制电池逆变器功率流到电池330中来将光伏电站输出功率的一部分传递到电池330。该操作是从光伏电站输出功率减去电池功率，从而将电站输出功率的变化率减小至等于正功率变化率限度。以这种模式，对电池330充电，并且储存能量。如果随着时间的过去，释放和吸收的能量相等，则电池的总的荷电状态将只是减少充电和放电的损失。
在采用能量有限的电池330(即，少于60分钟的额定功率)的系统中，控制系统310监测电池330的荷电状态(SOC)。当SOC达到用户定义的下容量限时，电站控制系统310调整正功率变化率限度。当SOC达到用户定义的上容量限时，电站控制系统310调整负功率变化率限度。如果电池330达到上容量限，则减少负功率变化率限度，以促进在负功率变化率状况期间更快的放电速率，从而防止电池330达到最大容量。电站控制系统310包含对于上容量限的可编程滞后。包括上容量滞后限，来防止在达到上容量限之后负功率变化率限度的快速变化。为了使电站控制系统310将负功率变化率限度返回至其标准值，SOC必须降至上容量滞后限以下。如果电池330达到其最大的SOC，则电站控制系统310将通过削减光伏功率控制逆变器320减少电站输出变化率。如果电池330达到下容量限，则减小正功率变化率限度，以促进在正功率变化率状况期间更快的充电速率，从而防止电池330达到其零容量水平。电站控制系统310包含对于下容量限的可编程滞后。包括下容量滞后限，来防止在已经达到下容量限之后正功率变化率限度的快速变化。为了使电站控制系统310将正功率变化率限度返回到其标准值，SOC必须上升到下容量滞后限之上。如果需要的话，则控制系统310不断地监测电网输出功率和电池SOC，并且自动调整电池功率水平、功率流动方向和变化率，使得电网输出功率变化率在该运行范围内并且使电池可用性最大化。当输出变化率在功率输出变化率范围内时，将电池功率降至零。当电池SOC在上容量限和下容量限之间时，将正负功率变化率限度设定到它们的标准值。图7中示出了该算法的一天的操作循环。
电站控制系统310还监测功率输出变化率状况之间的转变。电站控制系统310可以包含惯性设定点。该制定的惯性的目的是为了抑制在电站转变到不同的功率变化率状况时(包括从负功率变化率变为正功率变化率，或从正功率变化率变为负功率变化率)功率输出变化率的比率。在确定何时应做出功率变化率限度的变化以及确定功率变化率限度的近似新值时，电站控制系统310可以使用辐照度传感器350的测量值作为先行指标。如果辐照度测量值达到稳定的最小或最大值，则电站控制系统310可以将电站输出变化率减慢至每分钟将近0％。如果辐照度传感器350指示辐照度水平正在增大，则电站控制系统310将控制电池逆变器315调整电池330充电的倍率，直到允许的正功率变化率限度。如果辐照度传感器350指示辐照度水平正在减小，则电站控制系统310将控制电池逆变器315调整电池330放电的倍率，直到允许的负功率变化率限度。
从天气预报服务数据345并从基于地面的太阳辐射传感器350接收另外的电站控制输入。在光伏阵列位置305处的地面上的传感器350和沿盛行风和主要天气的大体方向离光伏电站在合适距离内的传感器350用来确定近期云层，以管理电站输出和储能系统的SOC。如果由传感器350来检测云层的近期变化，那么电站控制系统310可以预测对光伏电站辐照度水平的影响，并按需要通过对电池330充电或放电将电池330的SOC调整得较高或较低，以使电站输出可变性最小化。只要电站控制系统310基于天气预报数据确定将不需要储能系统来减少光伏电站可变性，电站控制系统310就使电池330基于辅助源容量而可用于电网调频、其它的营利性辅助服务和峰值负荷转移。
天气预报服务数据345也可以提供通过太阳能产生预报技术确定的预定能量/功率调度。能量/功率预报调度可以预测电站每工时预期的能量和平均功率。基于从天气预报服务数据345接收到的预报，控制系统310可以基于小时时间段内的平均预报功率来设定上功率预报限和下功率预报限。在每个小时时间段内，电站控制系统310监测电站输出功率。如果电站输出功率在该小时处于上下功率预报限内，则电站控制系统310将操作电站使电站输出的变化率保持在在此描述的功率输出变化率范围的正负限内。如果在该小时内达到上功率预报限，则电站控制系统310将控制电池逆变器315对电池330充电，以将电站输出的功率保持为恒等于上功率预报限。如果在该小时内达到下功率预报限，则电站控制系统310将控制电池逆变器315使电池330放电，以将电站输出的功率保持为恒等于下功率预报限。当改变调度间隔时，电站控制系统310将控制电池逆变器315使电站输出功率的变化率保持在功率输出变化率范围的正负限内。包括天气预报服务数据345的目的是为了使基于与公用事业税率结构和税则有关的预定标准、因偏离预定产能的净能偏差而导致的任何税罚最小化。
在采用较高容量储能源的系统(即，多于60分钟的额定功率)中，用来减少输出功率的可变性的光伏电站控制算法是适应的，使得在滚动时间段内求平均得到的电池的充放电倍率、电池的荷电状态(SOC)和电池能量输入/输出用来调整功率输出变化率范围的正负限。通过使标准电站输出随着可变性、辐值和占空比增大而减小以及使标准电站输出功率随着可变性、辐值和占空比减小而增大，该算法使储能容量最优化。该算法的目的是代替光伏阵列随着时间的过去的损失加上释放的能量。
在采用较高容量储能源的系统(即，多于60分钟的额定功率)中，用来减少输出功率的可变性的光伏电站控制算法可以是恒定的调度信号，应当由电站控制系统310来限定调度信号。通过使得与峰值公用事业需求和最高的时段(TOD)费率相符合而传输标准电站输出能量，该算法使储能容量最优化。通过这种控制方法，电站根据调度设定点输出恒定功率水平。电站输出被限制为在上述的功率输出变化率范围内运行。如果调度水平改变，则电站输出功率将被调整成不超过正功率变化率限度或负功率变化率限度。该算法的目的是提供恒定的功率输出，使经济调度最大化，并恢复光伏阵列305随着时间的过去的损失加上释放的能量。如果光伏逆变器320传递的功率大于调度设定点，则电站控制系统310将控制电池逆变器315以允许系统向电网325提供恒定功率的倍率对电池330充电。如果光伏逆变器320传递的功率小于调度设定点，则电站控制系统310将控制电池逆变器315以允许系统向电网325传递恒定功率的倍率对电池330放电。控制系统310不断地监测电网输出功率和电池SOC，并自动地调整电池功率水平、功率流动方向，使得电网输出功率根据调度设定点而恒定。如果电站控制系统310被指示改变其调度设定点，则电站控制系统以使电站输出保持在功率输出变化率范围的限度内的比率来升高或降低输出功率。
现在参照图4，该系统具有规定的算法。如图4所示，系统400包括连接到电站控制系统410的光伏阵列405。电站控制系统410包括发电机415和光伏逆变器420。光伏阵列405连接到光伏逆变器420，然后连接到电网425。发电机415可以是先前描述的类型之一。发电机415连接到电网425，并且以负荷水平来正常操作，所述负荷水平允许发电机415增大或减小等于光伏电站额定AC输出的近30％至40％的量。10MW额定光伏电站将需要能够以10MW峰值功率(非持续的)操作的发电站，并且正常情况下将在工作日期间以等于光伏电站输出的65％的负荷点来操作。发电机415用来减少光伏电站输出的可变性。与在图3的系统相同，发电机415连接在光伏逆变器420的AC或电网侧。
当光伏电站输出功率的变化率超过功率输出变化率范围的限度时，例如每分钟快于3％(正或负)时，电站控制系统410控制发电机415增大或减小功率，以控制传递到电网425的功率的变化。如上所述，通过分开的且独立可变的正负功率变化率限度来限定功率输出变化率范围。负功率变化率限度可以是每分钟0与-100％之间的任一值。正功率变化率限度可以是每分钟0与+100％之间的任一值。功率变化率限度可以由用户来预先设定，并且可以基于当地的可变性限度、当前的或预定的电站运行状况、一天中的时间或者当前的或预报的天气状况通过电站控制系统410来自动调整。如在此所解释的，包括其它的用户定义的预设项，来对功率水平和辅助电源操作设定边界。例如，当光伏功率以比负功率变化率限度快的速率减小时，将发电机功率加到电网425。该操作加入到光伏电站输出功率，从而将电站输出功率的变化率减小至等于负功率变化率限度。在需要时，光伏电站控制系统410不断地监测电网输出功率，并调整发电机功率水平，使得电网输出功率在功率输出变化率范围的正负限内。当光伏输出变化率在功率输出变化率范围的正负限内时，发电机功率设定为其标准的工作负荷点。类似地，如果光伏输出功率以比正功率变化率限度快的速率增大，则发电机功率减小。该操作是从光伏电站输出功率减去功率，从而将电站输出功率的变化率减小至等于正功率变化率限度。
电站控制系统410还监测功率输出变化率状况之间的转变。电站控制系统410可以包含惯性设定点。该制定的惯性的目的是为了抑制在电站转变到不同的功率变化率状况时(包括从负功率变化率变为正功率变化率，或从正功率变化率变为负功率变化率)功率输出变化率的比率。在确定何时应做出功率变化率限度的变化以及确定功率变化率限度的近似新值时，电站控制系统410可以使用辐照度传感器450的测量值作为先行指标。如果辐照度测量值达到稳定的最小或最大值，则电站控制系统410可以将电站输出变化率减小至每分钟将近0％。如果辐照度传感器450指示辐照度水平正在增大，则电站控制系统410将调整发电机415减小其输出功率的比率，直到允许的正功率变化率限度。如果辐照度传感器450指示辐照度水平正在减小，则电站控制系统410将调整发电机415增大其输出功率的比率，直到允许的负功率变化率限度。
从天气预报服务数据445并从基于地面的太阳辐射传感器450接收另外的电站控制输入。在光伏阵列位置405处的地面上的传感器450和沿盛行风和主要大气的大体方向离光伏电站在合适距离内的传感器450用来确定近期云层，以管理电站输出和发电机415输出的基本负荷功率。如果由传感器450来检测云层的近期变化，那么电站控制系统410可以预测对光伏电站辐照度水平的影响，并按需要将发电机415的功率输出调整得较高或较低，以使电站输出可变性最小化。
天气预报服务数据445也可以提供通过太阳能产生预报技术确定的预定能量/功率调度。能量/功率预报调度可以预测电站每工时预期的能量和平均功率。基于从天气预报服务数据445接收到的预报，控制系统410可以基于小时时间段内的平均预报功率来设定上功率预报限和下功率预报限。在每个小时时间段内，电站控制系统410监测电站输出功率。如果电站输出功率在该小时处于上下功率预报限内，则电站控制系统410将操作电站使电站输出的变化率保持在在此描述的功率输出变化率范围的正负限内。如果在该小时内达到上功率预报限，则电站控制系统410将指示发电机415减小其输出功率，以将电站输出的功率保持为恒等于上功率预报限。如果在该小时内达到下功率预报限，则电站控制系统410将指示发电机415增大其输出，并将电站输出的功率保持为恒等于下功率预报限。当改变调度间隔时，电站控制系统410将控制发电机415使电站输出功率的变化率保持在功率输出变化率范围的正负限内。包括天气预报服务数据445的目的是为了使基于与公用事业税率结构和税则有关的预定标准、因偏离预定产能的净能偏差而导致的任何税罚最小化。
现在参照图5，该系统具有规定的算法。如图5所示，系统500包括连接到电站控制系统510的光伏阵列505。电站控制系统510包括DC/DC转换器515和逆变器520。光伏阵列505连接到逆变器520，然后连接到电网525。另外，电池530和燃料电池535连接到DC/DC转换器515。作为辅助电源的电池530和燃料电池535的组合用来减少光伏电站输出的可变性。电池530可以是先前描述的储能装置之一，并且被包括在该系统中来提供快速响应。燃料电池535旨在提供大量的能量。电池530在正常情况下保持在近50％的荷电状态。另外，与上面描述的系统相似，从天气预报服务数据545并从基于地面的太阳辐射传感器550接收额外的信息。与图4中示出的系统400相似，燃料电池535在负荷水平正常操作，所述负荷水平允许燃料电池535增大或减小等于光伏电站额定AC输出的近30％至40％的量。10MW额定光伏电站将需要能够以10MW峰值功率(非持续的)操作的燃料电池厂，并且正常情况下将在工作日期间以等于光伏电站输出的65％的负荷点来操作。
当太阳可变性使光伏电站输出功率的变化率超过功率输出变化率范围的限度时，例如快于每分钟3％(正或负)时，光伏电站控制系统510控制DC/DC转换器515提供来自电池530的电流或者将电流提供给电池530，以控制进入逆变器520的电流，从而将传递到电网525的功率的变化保持在正负功率变化率限度内。同时，电站控制系统510将增大或减小燃料电池535的输出，以跟随电池530的操作。与图4中示出的系统类似，该系统以这种方式工作。系统500可以保持分开的且独立可变的正负功率变化率限度。负功率变化率限度可以是每分钟0与-100％之间的任一值。正功率变化率限度可以是每分钟0与+100％之间的任一值。系统500还可以包括设定点，所述设定点可以响应于光伏电站运行状况和天气状况由电站控制系统来自动改变。系统500还可以包括惯性设定点，以抑制在不同的功率变化率状况之间转变时的功率输出变化率的比率。
大体上讲，光伏系统由若干模块构成。模块由并联连接的两个或更多个子模块构成。子模块由串联连接的单个单元构成。光伏模块可以用在许多互连模块的阵列中。
普通的光伏电池可以具有多个层。所述多个层可以包括底层(作为透明导电层)，覆盖层、窗口层、吸收层和顶层。可以根据需要，在生产线的不同沉积站，在每站采用单独的沉积气体供应器以及真空密封的沉积室来沉积每层，可通过滚动传送器将基板在沉积站之间转移，直到沉积了所有期望的层。顶部基板层可布置在顶层的顶部上，以形成夹层结构，并完成光伏电池。
模块的总输出电流是每个子模块的电流之和。因此，由系统要求来确定模块内的子模块的最佳设计。大体上讲，通过在刚性或柔性的基板或覆板上沉积多个半导体或有机薄膜来形成光伏模块。如果入射在模块上的光穿过用于半导体或有机膜沉积的透明基板，则通常使用术语“覆板”。可以通过导电的基板材料，或者太阳能电池材料与基板之间的导电层(如透明导电层或透明导电氧化物(TCO))，来提供基板侧上与太阳能电池材料的电接触。对于覆板，例如，可以通过图案化的金属层和/或TCO来提供太阳能电池材料的基板侧上的电接触。
光伏电池可以包括第一半导体材料上方的第二半导体材料。第一半导体材料可以是CdS。第二半导体材料可以是CdTe。基板可以是玻璃。光伏电池可以是包括50个以上单体电池的子模块的部件。子模块也可以包括80个以上的单体电池。子模块也可以包括100个以上的单体电池。
制造系统的方法可以包括：在基板上设置透明导电层；使第一子模块和第二子模块通过共用单体电池与透明导电层接触，第一子模块和第二子模块并联连接，第一子模块具有包括第一沟槽图案的电接触区，其中，第一沟槽图案是串联连接的光伏电池的图案，串联的最后一个电池是共用单体电池。
形成光伏结构的方法可以包括：在透明导电层上方沉积半导体层；对半导体层划线以形成单体电池，单体电池包括被两个并联连接的子模块共用的半导体材料；对单体电池进行金属化处理。
形成光伏结构的方法可以包括：在透明导电层上方沉积半导体层；对半导体层划线以形成单体电池；在单体电池上方布置金属层；在透明导电层和金属层之间形成两个电接触件。
在该系统中，光伏电池可以由沉积在玻璃基板上的一系列的半导体材料的层构造而成。在普通的光伏电池的示例中，多个层可以包括底层(作为透明导电层)、窗口层、吸收层和顶层。顶层可以是金属层。可以根据需要，在生产线的不同沉积站，在每站采用单独的沉积气体供应器以及真空密封的沉积室来沉积每层。可通过滚动传送器将基板在沉积站之间转移，直到沉积了所有期望的层。可以利用诸如溅射的其它技术来增加另外的层。可以分别将导电体连接到顶层和底层，以收集在太阳能入射到吸收层上时产生的电能。可以在顶层的顶部上布置顶部基板层，从而形成夹层结构，并完成光伏器件。
底层可以是透明导电层，例如可以是透明导电氧化物，如氧化锌、掺杂有铝的氧化锌、氧化锡或掺杂有氟的氧化锡。溅射的掺铝氧化锌具有良好的电学和光学特性，但是在大于500℃的温度下，掺铝氧化锌可以表现出化学不稳定性。此外，在大于500℃的处理温度下，氧和其它反应性元素能够扩散到透明导电氧化物中，从而破坏了透明导电氧化物的电学特性。
例如，窗口层和吸收层可以包括诸如II-VI、III-V或IV族半导体的二元半导体，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、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb或者它们的混合物、化合物或合金。窗口层和吸收层的示例是被CdTe层涂覆的CdS层。
可以将金属层作为电接触件沉积到用于太阳能器件操作的半导体层，例如如在序号为00/868,023的美国专利申请中所教导的，该美国专利申请通过引用全部包含于此。金属层可以是由诸如Cr/Al/Cr金属堆叠件的金属层构成的复合层。复合层中的金属层可以是热膨胀系数介于半导体层和第一金属层之间的金属。金属粘附性受本征应力的影响，本征应力与沉积变量有关。金属粘附性也受诸如沉积后热处理的外部应力的影响，在这种情形下，热膨胀系数的不相似性会使得粘附性减弱。将金属按照合适的顺序布置(例如，铬、镍和铝)可以使金属堆叠件的热膨胀具有梯度，从而使在热处理期间粘附性的损失最小化。
可以加入另外的金属层，以提供热膨胀系数的梯度，从而使热处理期间的层离最小化。当所选材料的热膨胀系数更紧密地匹配时，表现出提高的粘附性。
也可以设置另外的层，例如，覆盖层或者化学稳定性高的材料的保护层。例如在美国专利公开20050257824中描述了覆盖层，该美国专利公开通过引用包含于此。
制造光伏电池的方法可以包括在基板上布置半导体层并且沉积与半导体层接触的金属层以使光伏电池金属化。在特定情况下，金属层可以是含铬层。在其它情况下，可以顺序地沉积金属层以形成金属堆叠件。例如，第一金属层可以是含铬层，第三金属层可以是含铝层，第一金属层和第三金属层之间的第二金属层可以是含镍层。在另一实施例中，光伏器件还可以包括第四层，其中，第四层是第二金属层和第三金属层之间的中间层。该中间层可以是含镍层。金属层也可以包括钨、钼、铱、钽、钛、钕、钯、铅、铁、银或镍。
在特定情况下，除了氧化锡保护层之外还可以沉积覆盖层。覆盖层可以位于透明导电层和窗口层之间。覆盖层可以位于保护层和窗口层之间。覆盖层可以位于透明导电层和保护层之间。覆盖层可以用作缓冲层，该缓冲层可以允许使用较薄的窗口层。例如，当使用覆盖层和保护层时，第一半导体层可以比不存在缓冲层的情况下薄。例如，第一半导体层的厚度可以大于大约10nm且小于大约600nm。例如，第一半导体层的厚度可以大于20nm、大于50mm、大于100nm或大于200nm，且小于400nm、小于300nm、小于250nm或小于150nm。
第一半导体层可以用作第二半导体层的窗口层。通过变得更薄，第一半导体层允许波长较短的入射光更大程度地透入第二半导体层。例如，第一半导体层可以是II-VI、III-V或IV族半导体，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、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb或者它们的混合物、化合物或合金，第一半导体层可以是二元半导体，例如，第一半导体层可以是CdS。第二半导体层可以沉积到第一半导体层上。当第一半导体层用作窗口层时，第二半导体层可用作入射光的吸收层。与第一半导体层相似，第二半导体层也可以是II-VI、III-V或IV族半导体，例如，ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、Cdfe、MgO、MgS、MgSe、MgTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb或者它们的混合物、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号美国专利中描述了制造光伏器件的过程中半导体层的沉积，这些美国专利均通过引用全部被包含。沉积可以包括蒸气从源到基板的传输或者固体在封闭系统中的升华。用来制造光伏器件的设备可以包括传送器，例如，具有辊子的滚动传送器。也可以使用具有传送器或不具有传送器的其它类型的系统。传送器可以将基板传送到一系列的一个或多个沉积站，用于在基板的暴露表面上沉积材料层。可以加热沉积室以达到不低于约450℃且不超过约700℃的处理温度，例如，所述温度可以在450℃-550℃、550℃-650℃、570℃-600℃、600℃-640℃的范围内或者在大于450℃且低于约700℃的任何其它范围内。沉积室包括连接到沉积蒸气供应器的沉积分布器。分布器可以连接到用于沉积各个层的多个蒸气供应器，或者基底可以移动以经过具有其自己的蒸气分布器和蒸气供应器的多个不同的沉积站。分布器可以为具有变化的喷嘴几何结构的喷射喷嘴的形式，以便于蒸气供应的均匀分布。
可以利用碱石灰浮法玻璃作为基板来制造包括保护层的器件。在商业上可以通过溅射或通过大气压化学气相沉积(APCVD)来沉积掺铝ZnO的膜。也可以将诸如氧化锡的其它掺杂的透明导电氧化物沉积成膜。该层的导电率和透明度使其适于用作光伏器件的前接触层。
可以沉积诸如氧化锡或具有锌的氧化锡的透明导电氧化物的第二层。例如，该层是透明的，但是该层的导电率明显低于掺铝ZnO层或掺氟SnO2层的导电率。由于该第二层可以用来防止透明接触件与该器件的其它关键层之间的分流，所以所述第二层也可以用作缓冲层。对于这些实验，在器件制造过程中通过溅射到掺铝ZnO层上，而在室内沉积保护层。在室温下沉积保护层，可以利用电子束蒸发在透明导电氧化物的上方沉积二氧化硅覆盖层。
可以利用公知的由CdTe光伏材料制造器件的合适的背接触方法来完成器件。在初始效率，并且在太阳模拟器上利用I/V测量进行加速应力测试后，执行对这些器件的结果的测试。用分光光度计反射测量、导电率(薄层电阻)测量完成对前接触件和保护层的化学损坏的影响的测试。
已经描述了许多实施例。尽管如此，应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种修改。例如，正如用于缓冲层和保护层的材料可以包括多种其它材料一样，半导体层可以包括多种其它材料。在另一示例中，可以通过采用另外的隔离沟槽来实现单体电池与单体电池之间的另外的电隔离。因此，其它实施例在权利要求的范围内。
Claims (122)
1.一种减小功率输出变化率可变性的方法，所述方法包括下述步骤：
从光伏阵列接收光伏功率输出；
测量光伏功率输出的变化率；以及
调整辅助电源输出，以将辅助电源输出与光伏功率组合时的输出功率变化率限制在功率输出变化率范围内，其中，功率输出变化率范围限定电站功率输出变化率的最大允许正限和最大允许负限。
2.如权利要求1所述的方法，其中，调整辅助电源输出的步骤包括调整储能系统的功率输出。
3.如权利要求2所述的方法，其中，储能系统是储能有限的高倍率可充电源。
4.如权利要求2所述的方法，其中，储能系统是储能大的低倍率可充电辅助电源。
5.如权利要求2所述的方法，其中，储能系统使用用于转换并存储能量的机械装置或电气装置。
6.如权利要求2所述的方法，其中，储能系统是电解电池装置、电容器、铅酸电池、镍镉电池、钠电池、锂离子电池、液流电池或者机械动力和/或势能存储装置中的一种。
7.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括：当光伏输出功率变化率超出功率输出变化率范围的正限时，增大储能系统中存储的能量的量。
8.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括：当光伏输出功率变化率超出功率输出变化率范围的正限时，减小光伏功率。
9.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括：当光伏输出功率变化率在功率输出变化率范围内时，保持储能系统中存储恒定量的能量。
10.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括：当光伏输出功率变化率超出功率输出变化率范围的负限时，减小储能系统中存储的能量的量。
11.如权利要求2所述的方法，其中，由标准正功率变化率限度和标准负功率变化率限度来限定输出功率变化率范围。
12.如权利要求11所述的方法，所述方法还包括建立二次正功率变化率限度和二次负功率变化率限度。
13.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：对储能系统建立上容量限和下容量限，以确定从标准功率变化率限度到二次功率变化率限度的转变。
14.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：对储能系统建立上容量滞后限和下容量滞后限，以确定从二次功率变化率限度到标准功率变化率限度的转变。
15.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：当存储的能量的水平降到下容量限以下时，切换到二次正功率变化率限度，以便于在输出功率变化率为正时对储能系统快速充电。
16.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：当储能系统中存储的能量的水平升到下容量滞后限以上时，返回到标准正功率变化率限度。
17.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：当存储的能量的水平升到上容量限以上时，切换到二次负功率变化率限度，以便于在输出功率变化率为负时对储能系统快速放电。
18.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：当储能系统中存储的能量的水平降到上容量滞后限以下时，返回到标准负功率变化率限度。
19.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括依照调度设定点来调度电站输出功率。
20.如权利要求19所述的方法，其中，调度设定点是恒定的。
21.如权利要求19所述的方法，其中，由包括一系列不同的点的调度表得到调度设定点。
22.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括：当光伏输出功率大于调度设定点时，使储能系统中存储的能量的水平增大。
23.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括：当光伏输出功率小于调度设定点时，使储能系统中存储的能量的水平减小。
24.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括：在调度设定点改变时，限制组合的光伏功率和储能系统的变化率，以使其在功率输出变化率范围内运行。
25.如权利要求1所述的方法，其中，调整辅助电源输出的步骤包括调整供选择的发电装置的功率输出。
26.如权利要求25所述的方法，其中，供选择的发电装置是燃料电池，风力涡轮发电机、飞轮发电机、气体燃料燃烧原动机-发电机、液体燃料原动机-发电机、压缩气体提供动力的原动机-发电机或者它们的组合中的一种，包括空气提供动力的原动机-发电机。
27.如权利要求25所述的方法，所述方法还包括：当光伏输出功率变化率在功率输出变化率范围内时，保持恒定的辅助功率。
28.如权利要求25所述的方法，所述方法还包括：当光伏输出功率变化率超出功率输出变化率范围的正限时，减小辅助功率。
29.如权利要求25所述的方法，所述方法还包括：当光伏输出功率变化率超出功率输出变化率范围的负限时，增大辅助功率。
30.如权利要求25所述的方法，所述方法还包括：当光伏输出功率变化率超出功率输出变化率范围的正限时，减小光伏功率。
31.如权利要求25所述的方法，所述方法还包括：如果光伏输出功率增大或减小，则将电站输出功率保持在恒定的水平。
32.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：建立多个惯性设定点，以进一步抑制在从第一功率变化率状况转变到第二功率变化率状况时的电站输出功率变化率的比率。
33.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：测量与光伏阵列接近的辐照度状况，并且基于辐照度状况调整电站输出功率变化率。
34.如权利要求33所述的方法，所述方法还包括：当测量的辐照度达到最小值或最大值时，减小电站输出功率变化率。
35.如权利要求33所述的方法，所述方法还包括：当辐照度测量值正在增大时，调整储能系统中存储的能量增大的比率，直到允许的正功率变化率限度。
36.如权利要求33所述的方法，所述方法还包括：当辐照度测量值正在减小时，调整储能系统中存储的能量减小的比率，直到允许的负功率变化率限度。
37.如权利要求33所述的方法，所述方法还包括：当辐照度测量值正在增大时，调整辅助功率减小的比率，直到允许的正功率变化率限度。
38.如权利要求33所述的方法，所述方法还包括：当辐照度测量值正在减小时，调整辅助功率增大的比率，直到允许的负功率变化率限度。
39.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：建立电站操作，以遵循基于每工时的太阳能产生预报的能量/功率调度。
40.如权利要求39所述的方法，所述方法还包括：基于小时时间段内预报的平均功率建立上功率预报限和下功率预报限。
41.如权利要求39所述的方法，所述方法还包括：当电站输出功率在上功率预报限和下功率预报限内时，调整辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以将电站输出功率变化率保持在功率输出变化率范围内。
42.如权利要求39所述的方法，所述方法还包括：当电站输出功率接近下功率预报限时，减小储能系统中存储的能量的水平，以保持电站输出功率恒定。
43.如权利要求39所述的方法，所述方法还包括：当电站输出功率接近上功率预报限时，增大储能系统中存储的能量的量，以保持电站输出功率恒定。
44.如权利要求39所述的方法，所述方法还包括：当电站输出功率接近下功率预报限时，增大辅助功率，以保持电站输出功率恒定。
45.如权利要求39所述的方法，所述方法还包括：当电站输出功率接近上功率预报限时，减小辅助功率，以保持电站输出功率恒定。
46.如权利要求39所述的方法，所述方法还包括：当从一个预定工时转变到下一预定工时时，调整辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以将电站功率输出变化率保持在功率输出变化率范围内。
47.如权利要求39所述的方法，所述方法还包括：调整辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以控制电站输出，以使得基于与公用事业税率结构和税则有关的预定标准、因偏离预定产能的净能偏差而导致的任何税罚最小化。
48.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括调整辅助功率或存储的能量的水平，以补偿云层的预期变化。
49.如权利要求48所述的方法，所述方法还包括：当预报或实际上检测到云层时，增大辅助功率或存储的能量的水平。
50.如权利要求48所述的方法，所述方法还包括：在没有云层的情况下，调整辅助功率或存储的能量的水平。
51.如权利要求48所述的方法，所述方法还包括：当预报或实际上检测到没有云层时，减小辅助功率或存储的能量的水平。
52.如权利要求48所述的方法，所述方法还包括：在从大的、连接到电网的光伏电站产生较少变化的输出的同时，为了电网调频、辅助服务或负荷转移而调整辅助功率或存储的能量的水平。
53.一种减小功率输出变化率可变性的发电的系统，包括：
光伏阵列；
逆变器，连接到光伏阵列；以及
辅助电源，其中，逆变器产生输出到电网的交流功率。
54.如权利要求53所述的系统，所述系统还包括电站控制系统，所述电站控制系统控制逆变器和辅助电源，测量来自光伏阵列的功率的变化率，并且调整辅助电源输出，以将辅助电源输出与光伏功率组合时的电站输出功率变化率限制在功率输出变化率范围内，其中，功率输出变化率范围限定电站功率输出变化率的最大允许正限和最大允许负限。
55.如权利要求54所述的系统，所述系统还包括针对正功率变化率限度和负功率变化率限度的分开的且独立可调的设定点。
56.如权利要求55所述的系统，所述系统还包括在0和-100％之间可调的负功率变化率限度。
57.如权利要求55所述的系统，所述系统还包括在0和+100％之间可调的正功率变化率限度。
58.如权利要求54所述的系统，所述系统还设定点，所述设定点能够被预设，然后响应于一天中的时间，当前的、预定的或预期的光伏电站操作状况，或者当前的或预期的天气状况通过电站控制系统自动改变。
59.如权利要求54所述的系统，其中，辅助电源包括储能系统。
60.如权利要求59所述的系统，其中，储能系统是储能有限的高倍率可充电源。
61.如权利要求59所述的系统，其中，储能系统是储能大的低倍率可充电辅助电源。
62.如权利要求59所述的系统，其中，储能系统使用用于转换并存储能量的机械装置或电气装置。
63.如权利要求59所述的系统，其中，储能系统是电解电池装置、电容器、铅酸电池、镍镉电池、钠电池、锂离子电池、液流电流或者机械动力和/或势能存储装置中的一种。
64.如权利要求59所述的系统，其中，当光伏输出功率变化率超出功率输出变化率范围的正限时，电站控制系统增大储能系统中存储的能量的量。
65.如权利要求59所述的系统，其中，当光伏输出功率变化率超出功率输出变化率范围的正限时，电站控制系统减小光伏功率。
66.如权利要求59所述的系统，其中，当光伏输出功率变化率在功率输出变化率范围内时，电站控制系统保持储能系统中存储恒定量的能量。
67.如权利要求59所述的系统，其中，当光伏输出功率变化率超出功率输出变化率范围的负限时，电站控制系统减小储能系统中存储的能量的量。
68.如权利要求59所述的系统，其中，由标准正功率变化率限度和标准负功率变化率限度来限定输出功率变化率范围。
69.如权利要求68所述的系统，其中，电站控制系统包括二次正功率变化率限度和二次负功率变化率限度。
70.如权利要求69所述的系统，其中，电站控制系统包括限定储能系统的上容量限和下容量限的设定点，上容量限和下容量限用来确定从标准功率变化率限度到二次功率变化率限度的转变。
71.如权利要求69所述的系统，其中，电站控制系统包括限定储能系统的上容量滞后限和下容量滞后限的设定点，上容量滞后限和下容量滞后限用来确定从二次缓变率限度到标准缓变率限度的转变。
72.如权利要求69所述的系统，其中，当存储的能量的水平降到下容量限以下时，电站控制系统切换到二次正功率变化率限度，以便于在输出功率变化率为正时对储能系统快速充电。
73.如权利要求69所述的系统，其中，当储能系统中存储的能量的水平升到下容量滞后限以上时，电站控制系统返回到标准正功率变化率限度。
74.如权利要求69所述的系统，其中，当存储的能量的水平升到上容量限以上时，电站控制系统切换到二次负功率变化率限度，以便于在输出功率变化率为负时对储能系统快速放电。
75.如权利要求69所述的系统，其中，当储能系统中存储的能量的水平降到上容量滞后限以下时，电站控制系统返回到标准负功率变化率限度。
76.如权利要求59所述的系统，其中，电站控制系统控制组合的光伏阵列和储能系统的电站输出功率在恒定的功率水平运行。
77.如权利要求76所述的系统，其中，电站控制系统包括针对正功率变化率限度和负功率变化率限度的分开的且独立可调的设定点。
78.如权利要求76所述的系统，其中，电站控制系统包括限制电站功率输出变化率的设定点，所述电站功率输出变化率在0％和正负100％之间连续可调。
79.如权利要求76所述的系统，其中，电站控制系统操作电站保持等于调度设定点的恒定功率。
80.如权利要求79所述的系统，其中，电站控制系统遵循恒定的调度设定点。
81.如权利要求79所述的系统，其中，电站控制系统遵循包括一系列不同的调度设定点的调度。
82.如权利要求79所述的系统，其中，电站控制系统被构造为：当光伏电站输出大于调度设定点时，使储能系统中存储的能量的水平增大。
83.如权利要求79所述的系统，其中，电站控制系统被构造为：当光伏电站输出小于调度设定点时，使储能系统中存储的能量的水平减小。
84.如权利要求79所述的系统，其中，电站控制系统被构造为：在调度设定点改变时，限制组合的光伏功率和储能系统的变化率，以使其在功率输出变化率范围内运行。
85.如权利要求54所述的系统，其中，辅助电源包括供选择的发电装置。
86.如权利要求85所述的系统，其中，供选择的发电装置是燃料电池、风力涡轮发电机、飞轮发电机、气体燃料燃烧原动机-发电机、液体燃料原动机-发电机、压缩气体提供动力的原动机-发电机或者它们的组合中的一种，包括空气提供动力的原动机-发电机。
87.如权利要求85所述的系统，其中，电站控制系统被构造为：当光伏功率变化率超出功率输出变化率范围的正限时，减小辅助电源的功率输出。
88.如权利要求85所述的系统，其中，电站控制系统被构造为：当光伏功率变化率在功率输出变化率范围的正负限内时，保持辅助电源的功率输出恒定。
89.如权利要求85所述的系统，其中，电站控制系统被构造为：当光伏功率变化率低于功率输出变化率范围的负限时，增大辅助电源的功率输出。
90.如权利要求85所述的系统，其中，当光伏输出功率变化率超出功率输出变化率范围的正限时，电站控制系统减小光伏功率。
91.如权利要求85所述的系统，其中，如果光伏功率增大或减小，则电站控制系统将输出功率保持在恒定的水平。
92.如权利要求54所述的系统，其中，电站控制系统包括多个惯性设定点，以进一步抑制在从第一功率变化率状况转变到第二功率变化率状况时的电站输出功率变化率的比率。
93.如权利要求54所述的系统，其中，电站控制系统测量与光伏阵列接近的辐照度状况，并且基于辐照度状况调整电站输出功率变化率。
94.如权利要求93所述的系统，其中，当电站测量的辐照度值达到最小值或最大值时，电站控制系统减小电站输出变化率。
95.如权利要求93所述的系统，其中，当辐照度测量值正在增大时，电站控制系统调整储能系统中存储的能量增大的比率，直到允许的正功率变化率限度。
96.如权利要求93所述的系统，其中，当辐照度测量值正在减小时，电站控制系统调整储能系统中存储的能量减小的比率，直到允许的负功率变化率限度。
97.如权利要求93所述的系统，其中，当辐照度测量值正在增大时，电站控制系统调整辅助功率减小的比率，直到允许的正功率变化率限度。
98.如权利要求93所述的系统，其中，当辐照度测量值正在减小时，电站控制系统调整辅助功率增大的比率，直到允许的负功率变化率限度。
99.如权利要求54所述的系统，其中，电站控制系统遵循基于每工时的太阳能产生预报的能量/功率调度。
100.如权利要求99所述的系统，其中，电站控制系统包括基于小时时间段内的平均预报功率的上功率预报限和下功率预报限。
101.如权利要求99所述的系统，其中，当电站输出功率在上功率预报限和下功率预报限内时，电站控制系统调整辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以将电站输出变化率保持在功率输出变化率范围内。
102.如权利要求99所述的系统，其中，当电站输出功率接近下功率预报限时，电站控制系统减小储能系统中存储的能量的量，以保持电站输出功率恒定。
103.如权利要求99所述的系统，其中，当电站输出功率接近上功率预报限时，电站控制系统增大储能系统中存储的能量的量，以保持电站输出功率恒定。
104.如权利要求99所述的系统，其中，当电站输出功率接近下功率预报限时，电站控制系统增大辅助功率，以保持电站输出功率恒定。
105.如权利要求99所述的系统，其中，当电站输出功率接近上功率预报限时，电站控制系统减小辅助功率，以保持电站输出功率恒定。
106.如权利要求99所述的系统，其中，当从一个预定工时转变到下一预定工时时，电站控制系统调整辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以将电站功率输出变化率保持在功率输出变化率范围内。
107.如权利要求99所述的系统，其中，电站控制系统调整辅助功率或储能系统中存储的能量的水平，以控制电站输出，以使得基于与公用事业税率结构和税则有关的预定标准、因偏离预定产能的净能偏差而导致的任何税罚最小化。
108.如权利要求54所述的系统，其中，电站控制系统调整辅助功率或存储的能量的水平，以补偿云层的预期变化。
109.如权利要求108所述的系统，其中，当预报或实际上检测到云层时，电站控制系统增大辅助功率或存储的能量的水平。
110.如权利要求108所述的系统，其中，在没有云层的情况下，电站控制系统调整辅助功率或存储的能量的水平。
111.如权利要求108所述的系统，其中，当预报或实际上检测到没有云层时，电站控制系统减小辅助功率或存储的能量的水平。
112.如权利要求108所述的系统，其中，在从大的、连接到电网的光伏电站产生较少变化的输出的同时，电站控制系统调整辅助功率或存储的能量的水平，以用于电网调频、辅助服务或负荷转移。
113.如权利要求54所述的系统，其中，电站控制系统响应于远距外部信号来增大、减小或改变辅助功率流动的方向。
114.如权利要求54所述的系统，其中，电站控制系统减少或增大用于负荷转移的辅助功率。
115.如权利要求54所述的系统，其中，辅助电源是不间断可用的源。
116.如权利要求54所述的系统，其中，辅助电源是公用事业供应的能源。
117.如权利要求54所述的系统，其中，辅助电源是储能有限的源。
118.如权利要求54所述的系统，其中，辅助电源是额定功率持续若干分钟的能源。
119.如权利要求54所述的系统，其中，辅助电源是高倍率可充电源。
120.如权利要求54所述的系统，其中，辅助电源是可用能量的量高的源。
121.如权利要求54所述的系统，其中，辅助电源是额定功率持续若干小时的能源。
122.如权利要求54所述的系统，其中，辅助电源是低倍率可充电源。
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Legal Events
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20140702 Termination date: 20220215 |