CN105391082B - 基于分类样板逆变器的光伏电站理论功率计算方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于分类样板逆变器的光伏电站理论功率计算方法，包括以下步骤：根据逆变器型号、额定容量的不同对光伏电站逆变器进行分组；对同一组内的逆变器，按照不同时刻实发功率的不同，进行分类；确定每一类逆变器中样板逆变器的实际功率，计算每一类逆变器可增功率；计算每组逆变器的可增功率；计算整个光伏电站的理论功率。本发明能够准确计算光伏电站的理论功率，便于电网进行合理调度，对于逆变器数量多、占地面积大、逆变器分布不集中的大型光伏电站，本发明可以有效降低理论功率与最大实际功率的偏差，为合理有效控制光伏电站的功率提供可靠依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于分类样板逆变器的光伏电站理论功率计算方法，适用于光伏电站接入电网后的优化调度，属于电力系统新能源技术领域。
背景技术
近年，由于光伏产业迅速发展，大型并网光伏发电成为光伏产业的一种重要发展趋势，其实施方式多为建设集中式大型并网光伏电站，由电网执行统一调度，将光伏电站所发电能调配至用电侧。
为了降低光伏电站因光强度的不确定性造成电网的波动，电网调度需要实时控制光伏电站的输出功率。目前调度实时控制光伏电站的依据，一方面是光伏电站功率预测系统通过天气预报、光照、温度等信息预测的功率，另一方面是由光伏电站根据自身运行情况提供的理论功率。理论功率与实际最大功率计算结果偏差大会导致调度实时控制功率不准确，光能利用率低等不利影响。
受限于电网调度的调控，光伏电站中的逆变器不可能都处于满发状态，即自由发电的状态。由于大型光伏电站具有光伏阵列面积大，排布分散，组件性能有所差异等特点，尽可能准确计算光伏电站当前状态的理论功率，为电网调度提供更准确的理论依据成为亟待解决的实际问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于分类样板逆变器的光伏电站理论功率计算方法，用于解决目前光伏电站理论功率计算不准确，影响电网调度进行光伏电站调控的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于分类样板逆变器的光伏电站理论功率计算方法，所述计算方法包括以下步骤：
步骤1：综合考虑逆变器型号、额定容量的不同对光伏电站逆变器进行分组，先根据逆变器型号对逆变器进行分组，将同一型号的逆变器分为一组，再对每个型号内的逆变器根据容量的不同进行分组，将同一型号容量相同的逆变器分为一类，共M组；
步骤2：对同一组内的逆变器，按照不同时刻实发功率的不同，进行分类，具体包括以下步骤：
2-1：确定第i组(1≤i≤M)的逆变器均处于满发状态，该组共有N个逆变器；
2-2：对该组所有逆变器，选取一天中T个时刻作为采样点，每个采样点选取该组逆变器实发功率的最大值和最小值(共2T个)，选取这些最值对应的逆变器作为分类参考逆变器，该方法可获取K个参考逆变器，可知K的取值范围[2,2T]；
2-3：对于非参考逆变器j，选取一天中T1个时刻的逆变器的实发功率特征点Pj,计算该逆变器与参考逆变器k的实发功率特征点Pk的距离计算该逆变器与每一个参考逆变器k的实发功率特征点Pk的距离的最小值得到与该逆变器距离最小的参考逆变器k1，则该逆变器属于k1类；其中，1≤j≤N-2T，1≤k≤K,1≤k1≤K，Pjt表示第j个非参考逆变器在t时刻的实发功率，Pkt表示第k个参考逆变器在t时刻的实发功率；
2-4：根据步骤2-3对第i组中所有非参考逆变器进行分类；
2-5：对所有组中的逆变器进行分类。
步骤3：确定每一类逆变器中样板逆变器的实际功率，计算该类逆变器可增功率，具体包括以下步骤：
3-1：对于k类中的逆变器，如果逆变器个数小于5个，则将该类中的参考逆变器作为非参考逆变器，按照步骤2-3计算该类中所有逆变器与其他类中的参考逆变器的距离的最小值，将该类中的逆变器划分到其他类中；
3-2：在实际发电过程中，对于逆变器个数小于10个的类，保证至少1个逆变器处于满发状态，对于逆变器个数多于10个的类，保证至少10％的逆变器处于满发状态；
3-3：对于k类逆变器中处于满发状态的逆变器实发功率求平均值，作为第k类单台逆变器的理论功率计算理论功率与未满发逆变器实发功率的差值，作为第k类逆变器的可增功率。
步骤4：根据每类逆变器的可增功率,计算每组逆变器的可增功率，具体包括以下步骤：
4-1：计算第i组内所有类逆变器的可增功率，
4-2：计算所有组的可增功率,
步骤5：根据每组逆变器的可增功率，计算整个光伏电站的理论功率，P理论＝P实发+ΔP，其中P实发表示当前光伏电站的实发功率。
本发明具有以下有益的技术效果：
本发明能够准确计算光伏电站的理论功率，便于电网进行合理调度，对于逆变器数量多、占地面积大、逆变器分布不集中的大型光伏电站，本发明可以有效降低理论功率与最大实际功率的偏差，为合理有效控制光伏电站的功率提供可靠依据。
附图说明
图1是本发明基于分类样板逆变器的光伏电站理论功率计算方法的流程示意图；
具体实施方式
下面根据说明书附图并结合具体实例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示，一种基于分类样板逆变器的光伏电站理论功率计算方法，包括如下步骤：
步骤1：根据逆变器型号、额定容量的不同对光伏电站逆变器进行分组，先根据逆变器型号对逆变器进行分组，将同一型号的逆变器分为一组，再对每个型号内的逆变器根据容量的不同进行分组，将同一型号容量相同的逆变器分为一类，共M组；
步骤2：对同一组内的逆变器，按照不同时刻实发功率的不同，进行分类，具体包括以下步骤：
2-1：确定第i组(1≤i≤M)的逆变器均处于满发状态，该组共有N个逆变器。该组中逆变器为同一型号且容量相同，且每台逆变器的目标功率设定值为其额定容量；
2-2：对该组所有逆变器，选取一天中T个时刻作为采样点，每个采样点选取该组逆变器实发功率的最大值和最小值(共2T个)，选取这些最值对应的逆变器作为分类参考逆变器，该方法可获取K个参考逆变器，可知K的取值范围[2,2T]。考虑到太阳光照角度问题，常选取9点、13点、17点作为采样时刻，即T＝3，参考逆变器个数一般为2至6个；
2-3：对于非参考逆变器j(1≤j≤N-2T)，选取一天中T1个时刻作为逆变器的实发功率特征点Pj,计算该逆变器与参考逆变器k特征点Pk的距离其中Pjt表示第j个逆变器在t时刻的实发功率。计算得到与该逆变器距离最小的参考逆变器k1，则该逆变器属于k1类。为了能将在大多时刻具备同一特性的逆变器分为一组，同时又不过度增加计算复杂性，常用9点、11点、13点、15点、17点作为T1的采样时刻；
2-4：根据步骤2-3对第i组中所有非参考逆变器进行分类；
2-5：对所有组中的逆变器进行分类；
步骤3：确定每一类逆变器中样板逆变器的实际功率，计算该类逆变器可增功率，具体包括以下步骤：
3-1：对于k类中的逆变器，如果逆变器个数小于5个，则将该类中的参考逆变器作为非参考逆变器，按照步骤2-3计算该类中所有逆变器与其他类中的参考逆变器的距离的最小值，将该类中的逆变器划分到其他类中；
3-2：在实际发电过程中，对于逆变器个数小于10个的类，保证至少1个逆变器处于满发状态，对于逆变器个数多于10个的类，保证至少10％的逆变器处于满发状态；
3-3：对于k类逆变器中处于满发状态的逆变器实发功率求平均值，作为第k类单台逆变器的理论功率计算理论功率与未满发逆变器实发功率的差值，作为第k类逆变器的可增功率。
步骤4：根据每类逆变器的可增功率,计算每组逆变器的可增功率，具体包括以下步骤：
4-1：计算第i组内所有类逆变器的可增功率，
4-2：计算所有组的可增功率,
步骤5：根据每组逆变器的可增功率，计算整个光伏电站的理论功率，P理论＝P实发+ΔP，其中P实发表示当前光伏电站的实发功率。
以上所述仅是发明的一种实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和调整，这些改进和调整均应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于分类样板逆变器的光伏电站理论功率计算方法，其特征在于，所述计算方法包括以下步骤：
步骤1：根据逆变器型号、额定容量的不同对光伏电站逆变器进行分组，共M组；
步骤2：对同一组内的逆变器，按照不同时刻实发功率的不同，进行分类；
步骤3：确定每一类逆变器中样板逆变器的实际功率，计算每一类逆变器可增功率；
3-1：对于k类中的逆变器，如果逆变器个数小于5个，则将该类中的参考逆变器作为非参考逆变器，计算该类中所有逆变器与其他类中的参考逆变器的距离的最小值，将该类中的逆变器划分到其他类中；
3-2：在实际发电过程中，对于逆变器个数小于10个的类，保证至少1个逆变器处于满发状态，对于逆变器个数多于10个的类，保证至少10％的逆变器处于满发状态；
3-3：对于k类逆变器中处于满发状态的逆变器实发功率求平均值，作为第k类中单台逆变器的理论功率计算理论功率与未满发逆变器实发功率Pj的差值， 作为第k类逆变器的可增功率；
步骤4：计算每组逆变器的可增功率；
步骤5：计算整个光伏电站的理论功率。
2.根据权利要求1所述的光伏电站理论功率计算方法，其特征在于：
在步骤1中，先根据逆变器型号再根据逆变器的容量对逆变器进行分组，将同一型号容量相同的逆变器分为一组，共M组。
3.根据权利要求1所述的光伏电站理论功率计算方法，其特征在于：
在步骤2中对逆变器分类包括以下步骤：
2-1：确定第i组(1≤i≤M)的逆变器均处于满发状态，该组共有N个逆变器；
2-2：对该组所有逆变器，选取一天中T个时刻作为采样点，每个采样点选取该组逆变器实发功率的最大值和最小值(共2T个)，选取这些最值对应的逆变器作为分类参考逆变器，该方法可获取K个参考逆变器，可知K的取值范围[2,2T]；
2-3：对于非参考逆变器j，选取一天中T1个时刻的逆变器的实发功率特征点Pj,计算该逆变器与参考逆变器k的实发功率特征点Pk的距离计算该逆变器与每一个参考逆变器k的实发功率特征点Pk的距离的最小值得到与该逆变器距离最小的参考逆变器k1，则该逆变器属于k1类；其中，1≤j≤N-2T，1≤k≤K,1≤k1≤K，Pjt表示第j个非参考逆变器在t时刻的实发功率，Pkt表示第k个参考逆变器在t时刻的实发功率；
2-4：根据步骤2-3对第i组中所有非参考逆变器进行分类；
2-5：对所有组中的逆变器进行分类。
4.根据权利要求3所述的光伏电站理论功率计算方法，其特征在于：
在步骤4中，计算每组逆变器的可增功率包括以下步骤：
4-1：计算第i组内所有类逆变器的可增功率，
4-2：计算所有组的可增功率,
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