CN103279649B - 基于实时光资源监测网络的光伏基地弃光电量评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于实时光资源监测网络的光伏基地弃光电量评估方法，通过光伏电站对应测光站每5分钟一次的测光数据得出该光伏电站中光伏电池板的平均辐射量；由光伏电池板转换效率曲线，得到光伏电池板的平均辐射量下光伏电池单位容量的发电出力值 ；计算5分钟内光伏电站所有运行状态的光伏电池板，即开机容量；由光伏电池单位容量的发电出力值乘以光伏电站的开机容量并在时间尺度上积分得到5分钟内光伏电站的理论电量；通过EMS系统获得5分钟内光伏电站的实际电量；将理论值减掉实际值即得出该光伏电站的5分钟内的弃光电量；在时间尺度上积分，即得到光伏电站某个时间段内的弃光电量。达到准确计算光伏发电中弃光电量的目的。

Description

基于实时光资源监测网络的光伏基地弃光电量评估方法

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，具体地，涉及一种基于实时光资源监测网络的光伏基地弃光电量评估方法。

背景技术

光伏发电站弃光电量是指受电网传输通道、安全运行需要等因素影响，光伏发电站可发而未能发出的电量，该电量不包括光伏发电站因光伏组件自身设备故障等原因而未能发出的电量。

弃光是光伏发电规模化发展过程中的一种普遍现象，跟水力发电过程中的弃水非常相似。大型光伏发电基地覆盖面积广，一般包含多个光伏电站或光伏电站群，由于电网输送通道送出极限、实时负荷平衡等因素会导致一定程度的弃光。正确科学的认识弃光、以合理的方式计算弃光电量将有助于规模化光伏发电的健康、平稳发展，有助于提升电网调度运行水平、推动光伏发电规划与电网规划的协调发展、最终提高我国清洁能源利用率。

目前，由于规模化光伏发电在我国刚刚兴起，因此国内光伏发电行业尚未对弃光电量的评估算法形成标准，现有的方法一般是计算光伏电站的出力与装机容量的差额，而后对其进行积分得到弃光电量。但对于百万千瓦级光伏发电基地而言，各光伏电站实际出力的同时率一般较低，因此用这种方法计算一般会造成对弃光电量计算的不准确。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于实时光资源监测网络的光伏基地弃光电量评估方法，以实现准确计算光伏发电中弃光电量的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于实时光资源监测网络的光伏基地弃光电量评估方法，包括以下步骤：

将光伏电站对应测光站每5分钟一次的测光数据得出该光伏电站中光伏电池板的平均辐射量；

由光伏电池板转换效率曲线，得到上述光伏电池板的平均辐射量下光伏电池单位容量的发电出力值；

计算5分钟内光伏电站所有运行状态的光伏电池板开机容量；

则5分钟内光伏电站的理论电量为：

；

5分钟内光伏电站的实际电量通过EMS（能量管理系统）系统获得，为：；

其中，是EMS系统采集的第i个光伏组件的实际功率；

当5分钟内的理论电量大于实际电量时认为出现弃光，因此每5分钟的弃光电量可以表示为

因此整个光伏电站某一时间段内的弃光电量可以表示为

。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明的技术方案，通过各个光伏电站的对应测光站的辐射资源监测数据，计算光伏发电组件在无弃光条件下的理论电量，通过与实际电量的比较得到该光伏电站对应的弃风电量，进而得到整个光伏发电基地的弃光电量。达到准确计算光伏发电中弃光电量的目的。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例所述的基于实时光资源监测网络的光伏基地弃光电量评估方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种基于实时光资源监测网络的光伏基地弃光电量评估方法，包括以下步骤：

将光伏电站对应测光站每5分钟一次的测光数据得出该光伏电站中光伏电池板的平均辐射量；

由光伏电池板转换效率曲线，得到上述光伏电池板的平均辐射量下光伏电池单位容量的发电出力值；

计算5分钟内光伏电站所有运行状态的光伏电池板开机容量；

则5分钟内光伏电站的理论电量为：

；

5分钟内光伏电站的实际电量通过EMS（能量管理系统）系统获得，为：，其中，是EMS系统采集的第i个光伏组件的实际功率；

当5分钟内的理论电量大于实际电量时认为出现弃光，因此每5分钟的弃光电量可以表示为

因此整个光伏电站某一时间段内的弃光电量可以表示为

。

下文以具体的光伏基地应用为例，对本发明的技术方案进一步说明，如图1所示：

光伏发电弃光电量是指受系统调峰和网架安全等因素影响，光伏电站可发而未能发出的电量。

光伏发电弃光电量计算所使用的数据包括：EMS光伏电站实发功率、光资源监测网络实施测光数据、所有光伏逆变器运行状态（运行、热备、冷备）、逆变器实时出力和光伏电站基本信息，数据采集频率为每5分钟一次。

所有光伏电站必须具备对应的实时测光站，测光数据向电网调度机构实时上报，测光站应满足以下要求：测光站的位置应具有代表性，可反映光伏电站所处区域的光资源特性，测光站与光伏电站的合理距离为0-10km。

测光数据采集要求：实时测光站采集并上传的数据至少包括测光站ID号、数据时间、风速、风向、风速标准偏差、温度、湿度、气压、全辐射、反射辐射、组件温度等参量。数据采集频率宜为每5分钟一次（有条件的可实现分钟级数据采集）。

弃光电量的计算应综合考虑光伏电站所处区域的地形，结合光伏电站布局建立光伏电站数字化模型，采用微观气象学理论将测光站辐射量等数据外推至每个太阳能电池板处，结合太阳能电池板的能量转换效率曲线得到单个太阳能电池板的理论功率，全场累计得到整个光伏电站的理论功率。

将光伏电站对应测光站每5分钟一次的测光数据近似为该光伏电站光伏电池板处的平均辐射量；

由光伏电池板转换效率曲线得到对应该辐射量下光伏电池单位容量（如每个兆瓦）的发电出力；

计算5分钟内光伏电站所有运行状态的光伏电池板开机容量；

则5分钟内光伏电站的理论电量为

（1）

5分钟内光伏电站的实际电量可通过EMS系统获得，为

（2）

由于电网调度机构目前多数尚未形成完善的限电记录机制，当5分钟内的理论电量大于实际电量时认为出现弃光，因此每5分钟的弃光电量可以表示为

（3）

因此整个光伏电站某一时间段内的弃光电量可以表示为

（4）

如光伏电站单机容量以MW为单位，则弃光电量的单位为MWh。

通过计算光伏发电基地中每个光伏电站的弃光电量可以得到整个光伏发电基地的弃光电量。

文中的i为大于零的整数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于实时光资源监测网络的光伏基地弃光电量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

将光伏电站对应测光站每5分钟一次的测光数据得出该光伏电站中光伏电池板的平均辐射量；

测光数据采集要求：实时采集并上传的数据至少包括光伏电站ID号、数据时间、风速、风向、风速标准偏差、温度、湿度、气压、全辐射、反射辐射和组件温度；

由光伏电池板转换效率曲线，得到上述光伏电池板的平均辐射量下光伏电池单位容量的发电出力值P_i；

计算5分钟内光伏电站所有运行状态的光伏电池板开机容量C_i；

则5分钟内光伏电站的理论电量为：

$Q_i=P_i\×C_i\×5/60;$

5分钟内光伏电站的实际电量通过EMS系统即能量管理系统获得，为：

${Q_i}^{\′}={P_i}^{\′}\×5/60;$

其中，是EMS系统采集的第i个光伏组件的实际功率；

当5分钟内的理论电量Q_i大于实际电量时认为出现弃光，因此每5分钟的弃光电量可以表示为

${\tilde{Q}}_i=\left\{\begin{array}{cc}(Q_i-{Q_i}^{\′})& if(Q_i>{Q_i}^{\′})\\ 0& else\end{array}\right.$

因此整个光伏电站某一时间段内的弃光电量可以表示为

$Q=\mathrm{\Σ}{\tilde{Q}}_i.$