CN105243604B - 基于标杆光伏电站的大型光伏发电集群弃光电量评估方法 - Google Patents

基于标杆光伏电站的大型光伏发电集群弃光电量评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于标杆光伏电站的大型光伏发电集群弃光电量评估方法，包括：设定统计时间段、采集时间间隔和光伏集群的统计范围，该统计时间段大于采集时间间隔；在统计时间段开始时，获取采集时间间隔内所有标杆光伏电站的平均出力系数；在统计时间段内，根据获取的所述平均出力系数，以采集时间间隔为统计单元，统计基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量；在统计时间段结束时，获取统计时间段内基于所有标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量。本发明的方案，可以克服现有技术中处理过程复杂、适用范围小、计算数据难以获取和计算准确性差等缺陷，以实现处理过程简单、适用范围大、快速计算和计算准确性好的优点。

Description

基于标杆光伏电站的大型光伏发电集群弃光电量评估方法
技术领域
本发明涉及光伏发电弃光电量评估技术领域，具体地，涉及基于标杆光伏电站的大型光伏发电集群弃光电量评估方法。
背景技术
光伏发电站弃光电量是指受电网传输通道限制、电网调峰需要、电网安全稳定运行需要以及电网设备检修、故障等因素影响，光伏发电站可发而未能发出的电量。
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类似。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限制、实时负荷平衡及光伏电站自身设备故障、检修等因素都会导致一定程度的弃光，从而产生弃光电量。正确科学的认识弃光问题并以合理的方式计算分析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、提高清洁能源利用率及利用水平。
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，现有对弃光电量计算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。
此前，专利号为201310168821.1的专利文献中，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，其问题主要在于光资源监测网络的建设是一个长期过程，很多光伏发电基地可能尚未建设光资源监测网络，针对上述情况，该方法失效。
专利号为201310168700.7的专利文献中，提出了基于标杆光伏组件的大型光伏发电基地弃光电量评估方法，其不足主要在于，有些电站没有固定的标杆光伏组件，或者标杆光伏组件运行管理不够规范，存在故障以及标杆光伏逆变器数据上传中断或出错等问题。
现有技术中，存在处理过程复杂、适用范围小、计算数据难于获取和计算准确性差等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出基于标杆光伏电站的大型光伏发电集群弃光电量评估方法，以实现处理过程简单、适用范围大、快速获取计算数据和计算准确性好的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于标杆光伏电站的大型光伏发电集群弃光电量评估方法，包括：设定统计时间段、采集时间间隔和光伏集群的统计范围，该统计时间段大于采集时间间隔；在统计时间段开始时，获取采集时间间隔内所有标杆光伏电站的平均出力系数；在统计时间段内，根据获取的所述平均出力系数，以采集时间间隔为统计单元，统计基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量；在统计时间段结束时，获取统计时间段内基于所有标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量。
其中，在统计时间段开始时，获取采集时间间隔内所有标杆光伏电站的平均出力系数，包括：在统计时间段开始时，通过标杆光伏电站每隔采集时间间隔上传一次的光伏发电实时信息，得到标杆光伏电站的开机容量；根据所述开机容量，计算所有标杆光伏电站单个采集时间间隔内的平均出力系数
Figure BDA0000814078460000021
Figure BDA0000814078460000022
其中，Pi是第i个标杆光伏电站的平均实际出力，
Figure BDA0000814078460000023
是第i个标杆光伏电站的开机容量，i为自然数；samp表示标杆光伏电站的集合。
其中，在统计时间段内，根据获取的所述平均出力系数，以采集时间间隔为统计单元，统计基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量，包括：在统计时间段内，根据获取的所述平均出力系数，统计基于每个标杆光伏电站的光伏集群每隔采集时间间隔的实时开机容量和每个标杆光伏电站每隔采集时间间隔的理论出力；根据统计得到的所述实时开机容量和理论出力，获得基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量。
进一步，统计基于每个标杆光伏电站的光伏集群每个采集时间间隔的实时开机容量，包括：计算基于每个标杆光伏电站的光伏集群每隔采集时间间隔的实时开机容量
Figure BDA0000814078460000031
其中，Ci是第i个光伏电站的单场容量，i为自然数；start表示开机光伏电站的集合，当风电集群开机容量上传出现故障或者中断时，采用前一采集时间间隔的光伏集群开机容量进行代替。
统计每个标杆光伏电站每个采集时间间隔内的平均理论出力，包括：计算该光伏电站第j个采集时间间隔内的理论出力Tj：
Figure BDA0000814078460000032
根据统计得到的所述实时开机容量和理论出力，获得基于每个标杆光伏电站的光 伏集群的弃光电量，包括：通过能量管理系统获得光伏集群每隔采集时间间隔的平均实时 出力值Rj，当平均理论出力值Tj大于实际出力值Rj时，一个采集时间间隔内的弃光电量表示 为Qj：：
Figure BDA0000814078460000033
其中，Tj是第j个采集时间间隔的平均理论出 力值，Rj是第j个采集时间间隔的的平均实际出力，i为自然数。
其中，在统计时间段结束时，获取统计时间段内基于所有标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量，包括：判断是否到达统计时间段结束时间：若没有到达统计时间段结束时间，则获取下一个采集时间间隔内所有标杆光伏电站的平均出力系数；若已到达统计时间段结束时间，则结束对基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量的统计，根据在统计时间段内统计得到的所述弃光电量，获取设定的统计范围内整个光伏集群在统计时间段内的弃光电量Q表示为：
Figure BDA0000814078460000034
其中，j＝1是开始统计第一个的时间间隔，w为统计结束的最后一个时间间隔。光伏电站单场容量以MW为单位，弃光电量的单位为MWh。
本发明各实施例的基于标杆光伏电站的大型光伏发电集群弃光电量评估方法，由于包括：设定统计时间段、采集时间间隔和光伏集群的统计范围，该统计时间段大于采集时间间隔；在统计时间段开始时，获取采集时间间隔内所有标杆光伏电站的平均出力系数；在统计时间段内，根据获取的所述平均出力系数，以采集时间间隔为统计单元，统计基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量；在统计时间段结束时，获取统计时间段内基于所有标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量；从而可以克服现有技术中处理过程复杂、适用范围小、计算数据难以获取和计算准确性差的缺陷，以实现处理过程简单、适用范围大、快速获取计算数据和计算准确性好的优点。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
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
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明中弃光电量计算分析的流程图；
图2为甘肃金昌-武威地区部分光伏电站分布图。
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。
针对现有技术存在的问题，根据本发明实施例，提供了基于标杆光伏电站的大型光伏发电集群弃光电量评估方法，以实现准确可靠计算分析弃光电量的优点。该方法包括：
图2为甘肃金昌-武威地区部分光伏电站的分布图，用红色记号标记了光伏电站的4个角点，共包含20个光伏电站，分别标记为1-20号，具体电站的名称如下表所示。
Figure BDA0000814078460000051
步骤1：从开始阶段，通过光伏电站每1分钟(还可以是3分钟或5分钟或10分钟或15分钟)上传一次的光伏发电实时信息得到标杆光伏电站的开机容量。计算所有标杆光伏电站1分钟内的平均出力系数
Figure BDA0000814078460000052
Figure BDA0000814078460000053
其中，Pi是第i个标杆光伏电站的实际出力，
Figure BDA0000814078460000054
是第i个标杆光伏电站的开机容量，i为自然数；samp表示标杆光伏电站的集合，samp中包含金川区100MW光伏和凉州区100MW光伏。
根据上述示例，标杆光伏电站1分钟内的平均出力系数为97.37％。
步骤2：计算光伏集群每1分钟的实时开机容量Cfarm：
Figure BDA0000814078460000061
其中，Ci是第i个光伏电站的单场容量，i为自然数；start表示开机光伏电站的集合，当风电集群开机容量上传出现故障或者中断时，采用前一时刻的集群开机容量进行代替。根据上述算例，该光伏电站集群的开机容量为1080MW。
步骤3：计算该光伏电站每1分钟的理论出力T：
Figure BDA0000814078460000062
根据上述实施例，该光伏电站集群、该时刻的理论出力为1051.60MW。
步骤4：通过能量管理系统(EMS)获得光伏集群每隔采集时间间隔的平均实时出力值Rj，当平均理论出力值Tj大于实际出力值Rj时，一个采集时间间隔内的弃光电量表示为Qj：
Figure BDA0000814078460000063
其中，Tj是第j个采集时间间隔的平均理论出力值，Rj是第j个采集时间间隔的的平均实际出力，i为自然数。该能量管理系统时现有电力系统中的调度运行管理系统。
根据上述实施例，该光伏电站集群、该时刻弃光电量为0.4734MWh。
步骤5：判断是否到达统计结束时间，若没有到达统计结束时间，则返回步骤1，若到达终止时间，则进入步骤6。
步骤6：因此整个光伏集群一定时间段内的弃光电量Q表示为：
Figure BDA0000814078460000064
根据上述实施例，该光伏电站集群一天的弃风电量为360.35MWh。
光伏电站单场容量以MW为单位，弃光电量的单位为MWh。
在一个实施例中，当光伏集群出力受限时，标杆电站不参与负荷受限调整，始终保持正常发电状态；当标杆光伏电站需要停机时，则将该电站从标杆光伏电站集合中剔除，通过其余标杆光伏电站的弃光电量，计算整个集群的弃光电量。
经大量的试验验证，本发明的方案，通过各个标杆光伏电站发电量评估整个光伏集群的理论电量，通过与实际电量的比较得到该光伏集群对应的弃风电量，可以达到准确计算弃光电量的目的。
在专利(201310168821.1)提出基于实时光资源监测网络的光伏基地弃光电量评估方法，其问题主要在于光资源监测网络的建设是一个长期过程，很多光伏发电基地可能尚未建设光资源监测网络，针对上述情况，该方法失效。
专利(申请)号为201310168700.7的专利文献中，提出了基于标杆光伏组件的大型光伏发电基地弃光电量评估方法，其不足主要在于，有些电站没有固定的标杆光伏组件，或者标杆光伏组件运行管理不够规范，存在故障以及标杆光伏逆变器数据上传中断或出错等问题。而本发明提出的方案，将作为基于标杆光伏组件的弃光电量统计方法的有效补充。
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 (5)

1.基于标杆光伏电站的大型光伏发电集群弃光电量评估方法，其特征在于，包括：
设定统计时间段、采集时间间隔和光伏集群的统计范围，该统计时间段大于采集时间间隔；在统计时间段开始时，获取采集时间间隔内所有标杆光伏电站的平均出力系数；
在统计时间段内，根据获取的所述平均出力系数，以采集时间间隔为统计单元，统计基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量；
在统计时间段结束时，获取统计时间段内基于所有标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量；
在统计时间段开始时，获取采集时间间隔内所有标杆光伏电站的平均出力系数，包括：
在统计时间段开始时，通过标杆光伏电站每隔采集时间间隔上传一次的光伏发电实时信息，得到标杆光伏电站的开机容量；
根据所述开机容量，计算所有标杆光伏电站单个采集时间间隔内的平均出力系数
Figure FFW0000023812970000011
Figure FFW0000023812970000012
其中，Pi是第i个标杆光伏电站的平均实际出力，
Figure FFW0000023812970000014
是第i个标杆光伏电站的开机容量，i为自然数；samp表示标杆光伏电站的集合；
在统计时间段结束时，获取统计时间段内基于所有标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量，包括：
判断是否到达统计时间段结束时间：
若没有到达统计时间段结束时间，则获取下一个采集时间间隔内所有标杆光伏电站的平均出力系数；
若已到达统计时间段结束时间，则结束对基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量的统计，根据在统计时间段内统计得到的所述弃光电量，获取设定的统计范围内整个光伏集群在统计时间段内的弃光电量Q表示为：
Figure FFW0000023812970000013
其中，j＝1是开始统计第一个的时间间隔，w为统计结束的最后一个时间间隔；
光伏电站单场容量以MW为单位，弃光电量的单位为MWh。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在统计时间段内，根据获取的所述平均出力系数，以采集时间间隔为统计单元，统计基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量，包括：
在统计时间段内，根据获取的所述平均出力系数，统计基于每个标杆光伏电站的光伏集群每隔采集时间间隔的实时开机容量和每个标杆光伏电站每隔采集时间间隔的理论出力；
根据统计得到的所述实时开机容量和理论出力，获得基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，统计基于每个标杆光伏电站的光伏集群每隔采集时间间隔的实时开机容量，包括：
计算基于每个标杆光伏电站的光伏集群单个采集时间间隔的实时开机容量Cfarm：
Cfarm＝∑Ci
其中，Ci是第i个光伏电站的单场容量，i为自然数；start表示开机光伏电站的集合，当风电集群开机容量上传出现故障或者中断时，采用前一采集时间间隔的光伏集群开机容量进行代替。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，统计每个标杆光伏电站每个采集时间间隔内的平均理论出力，包括：
计算该光伏电站第j个采集时间间隔内的理论出力Tj：
Figure FFW0000023812970000021
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据统计得到的所述实时开机容量和理论出力，获得基于每个标杆光伏电站的光伏集群的弃光电量，包括：
通过能量管理系统获得光伏集群每个采集时间间隔的平均实时出力值Rj，当平均理论出力值Tj大于平均实时出力值Rj时，一个采集时间间隔内的弃光电量表示为Qj：
Figure FFW0000023812970000031
其中，Tj是第j个采集时间间隔的平均理论出力值，Rj是第j个采集时间间隔的平均实际出力，i为自然数。
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