CN105512379A - 一种光伏电站逆变器综合评估方法 - Google Patents

一种光伏电站逆变器综合评估方法 Download PDF

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杨立滨
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张海宁
杨晟
李春来
赵越
李正曦
杜贵兰
杨军
王东方
张节潭
孟可风
贾昆
赵世昌
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Abstract

本发明提供一种光伏电站逆变器综合评估方法，通过对逆变器故障率X2、逆变器效率X3、逆变器发电转化能力X4、故障维修率X5的数据分析和处理，推导出逆变器综合评估值，表达式为：Y=-X2+X3+X4-X5，因逆变器故障率和故障维修率是评估逆变器的负面因素，所以，逆变器故障率X2和故障维修率X5值越低，即-X2和-X5越大，并且逆变器发电转化能力X4和逆变器效率X3值越大，逆变器越好。该评估方法从多角度对逆变器进行综合评估，为光伏电站选取最优的逆变器方面提供了指导性建议，进而为提高光伏电站的发电效率做出贡献。

Description

一种光伏电站逆变器综合评估方法
技术领域
本发明涉及一种光伏电站逆变器综合评估方法，属于光伏电站逆变器技术领域。
背景技术
太阳能资源是取之不尽、用之不竭，可以再生的清洁环保型能源。大力推广光伏并网发电既可以减少环境污染，又可以节约资源，还促进光伏工业的发展；实现能源的可持续利用。
随着光伏发电产业的迅速发展，光伏发电占上网电量的比重逐渐增加，光伏设备的问题在光伏发电领域日渐突出，尤其是逆变器；并网逆变器是将太阳能直流电转换为可接入交流电的设备，是太阳能光伏发电站不可缺少的重要组成部分。其设备可靠性的好坏、效率的高低都直接影响整个发电系统的发电量。所以，提高逆变器的性能和逆变器的工作效率，可以提高光伏系统的发电量。
有鉴于此，有必要提供一种光伏电站逆变器综合评估方法，以满足实际应用需要。
发明内容
本发明的目的是：为克服现有技术的不足，本发明提供一种光伏电站逆变器综合评估方法，在光伏发电系统中，从多方面的角度对现有的逆变器进行综合评估，为光伏电站选取最优的逆变器方面提供了指导性建议，进而为提高光伏电站的发电效率做出贡献。
本发明所采用的技术方案是：一种光伏电站逆变器综合评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）把采集到的逆变器数据根据数据特性进行分类，分为：运行日志表数据、发电量异常数据、逆变器故障表数据、逆变器运行数据和逆变器发电量数据；
（2）逆变器故障率X2，选取光伏电站运行日志表、逆变器故障表和发电量异常数据表，通过对称观测叠加法计算不同品牌的逆变器故障频数，即若某光伏电站有A,B,C,D四种不同品牌的逆变器，设这四种逆变器故障频数分别为S1,S2,S3,S4，则A品牌逆变器的故障率为：S1/(S1+S2+S3+S4)；B品牌逆变器的故障率为：S2/(S1+S2+S3+S4)；C品牌逆变器的故障率为：S3/(S1+S2+S3+S4)；D品牌逆变器的故障率为：S4/(S1+S2+S3+S4)；
（3）逆变器效率X3，是利用逆变器运行数据中任意时刻逆变器输出功率与输入功率的比值，表达式为：X3=P出/P入，其中，P出：逆变器输出功率，P入：逆变器输入功率；
（4）逆变器发电转化能力X4，是在同等条件下，由不同子阵发电并输送给逆变器进行转换，某逆变器转换发电量的能力，即某逆变器的发电量与光伏电站的总发电量的占比；表达式为：X4=V2/V1，其中，V2：逆变器发电量，V1：光伏电站的总发电量；
（5）故障维修率X5，利用运行日志表、逆变器故障表和发电量异常数据表，通过对称观测变换法计算逆变器故障到恢复发电的时间，即提取某品牌逆变器故障到恢复故障的时间；若某光伏电网有A,B,C,D四种不同品牌的逆变器，设在某段时间内，如一年，这四种逆变器故障到恢复故障的时间分别为T1,T2,T3,T4，单位：小时；则A品牌逆变器的故障维修率为：T1/(T1+T2+T3+T4)；B品牌逆变器的故障维修率为：T2/(T1+T2+T3+T4)；C品牌逆变器的故障维修率为：T3/(T1+T2+T3+T4)；D品牌逆变器的故障维修率为：T1/(T1+T2+T3+T4)；
（6）令Y为某品牌逆变器综合评估值，表达式为：Y=-X2+X3+X4-X5，因逆变器故障率和故障维修率是评估逆变器的负面因素，所以，逆变器故障率X2和故障维修率X5值越低，即-X2和-X5越大，并且逆变器发电转化能力X4和逆变器效率X3值越大，逆变器越好。
本发明的有益效果是：本发明提供的光伏电站逆变器综合评估方法：1、从多角度对逆变器进行综合评估，了解逆变器整体性能情况；2、为光伏电站总体性能评估提供了指导性建议；3、为光伏电站选取最优的逆变器方面提供了指导性建议，进而为提高光伏电站的发电效率做出贡献；4、指出了逆变器的不足之处，为逆变器的生产厂家提供了改进方向。
附图说明
图1为本发明的光伏电站逆变器综合评估方法流程示意图。
图2为本发明实施例的光伏电站逆变器故障率折线图。
图3为本发明实施例的不同逆变器效率曲线图。
图4为本发明实施例的不同逆变器发电转化能力折线图。
图5为本发明实施例的不同品牌的逆变器故障维修率折线图。
图6为本发明实施例的逆变器综合评估曲线图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
如图1所示，本发明实施例提供的一种光伏电站逆变器综合评估方法，包括如下步骤：
（1）把采集到的逆变器数据根据数据特性进行分类，分为：运行日志表数据、发电量异常数据、逆变器故障表数据、逆变器运行数据和逆变器发电量数据。
（2）逆变器故障率(X2)，逆变器出现故障的频率直接影响光伏电站的发电量，因此选取最优的逆变器对保证电站发电量接至关重要的。选取光伏电站运行日志表、光伏电站故障统计表和光伏电站发电量异常，通过对称观测叠加法计算不同品牌的逆变器故障频数，即若某光伏电网有A,B,C,D四种不同品牌的逆变器，设这四种逆变器故障频数分别为S1,S2,S3,S4，则A品牌逆变器的故障率为：S1/(S1+S2+S3+S4)；B品牌逆变器的故障率为：S2/(S1+S2+S3+S4)；C品牌逆变器的故障率为：S3/(S1+S2+S3+S4)；D品牌逆变器的故障率为：S4/(S1+S2+S3+S4)。
（3）逆变器效率(X3)，是利用逆变器运行数据中任意时刻逆变器输出功率与输入功率的比值，表达式为：X3=P出/P入。注：P出：逆变器输出功率，P入：逆变器输入功率，计算步骤如下。
A:选取某年的逆变器运行数据。
B:通过逆变器输出功率与输入功率的比，求出X3。
C:计算出不同品牌的逆变器效率的均值。
（4）逆变器发电转化能力(X4)，是在同等条件下，由不同子阵发电并输送给逆变器进行转换，某逆变器转换发电量的能力；即某逆变器的发电量与光伏电站的总发电量的占比。表达式为：X4=V2/V1，注：V2：逆变器发电量，V1：光伏电站的总发电量。
（5）故障维修率(X5)，有效防止逆变器故障是提高系统运行安全性、可靠性的根本。因此，故障维修率的高低是评估逆变器的主要指标之一。利用运行日志表、逆变器故障统计表和光伏电站发电量异常数据表，用对称观测变换法计算逆变器故障到恢复发电的时间(即提取某品牌逆变器故障到恢复故障的时间)。若某光伏电网有A,B,C,D四种不同品牌的逆变器，设在某段时间内（如一年）这四种逆变器故障到恢复故障的时间分别为T1,T2,T3,T4，单位：小时。则A品牌逆变器的故障维修率为：T1/(T1+T2+T3+T4)；B品牌逆变器的故障维修率为：T2/(T1+T2+T3+T4)；C品牌逆变器的故障维修率为：T3/(T1+T2+T3+T4)；D品牌逆变器的故障维修率为：T1/(T1+T2+T3+T4)。
（6）令Y为某品牌逆变器综合评估值；表达式为：Y=-X2+X3+X4-X5。因逆变器故障率和故障维修率是评估逆变器的负面因素，所以，逆变器故障率值(X2)和故障维修率值(X5)越低（即-X2和-X5越大），并且逆变器转化发电量的能力值(X4)和逆变器效率值(x3)越大，逆变器越好。
下面以青海某光伏电站2014年数据为例，详细描述本发明的实施方案，实施的流程和方法如附图1。
（1）采集到该光伏电站的运行日志表数据、发电量异常数据、逆变器故障表数据、逆变器运行数据和逆变器发电量数据。从数据中了解到此电站有四种品牌的逆变器，分别是：品牌1，品牌2，品牌3，品牌4。
（2）逆变器故障率(X2)
通过软件计算出四种逆变器故障频数分别为S1=18,S2=30,S3=29,S4=7，品牌1逆变器的故障率为：S1/(S1+S2+S3+S4)=18/84=0.214；品牌2逆变器的故障率为：S2/(S1+S2+S3+S4)=30/84=0.357；品牌3逆变器的故障率为：S3/(S1+S2+S3+S4)=0.345；品牌4逆变器的故障率为：S4/(S1+S2+S3+S4)=0.0833。图2是逆变器故障率。
（3）逆变器效率(X3)
此处选取逆变器运行数据，通过逆变器输出功率与输入功率的比，求出X3，并计算出不同品牌的逆变器效率的均值，如图3可知，品牌1的逆变器效率值最大，是75.2%。
（4）逆变器发电转化能力(X4)
由于逆变器的容量略有差异，故在比较前需将让所有逆变器的容量进行统一化(转化公式是：逆变器发电量/投入容量*500KW)；此处所用的逆变器发电量是将所有逆变器的投入容量转化为500KW时的发电量（由于目前部分电站存在限电情况，故此处所用数据为正常状态下的数据，限电情况不予考虑），这里以2014年1月的为例；品牌1的逆变器发电转化能力X41=36400.98/135199.9=0.269；品牌2的逆变器发电转化能力X42=30419.81/135199.9=0.223；品牌3的逆变器发电转化能力X43=36520.47/135199.9=0.27；品牌4的逆变器发电转化能力X44=31858.62/135199.9=0.236。其它月份的依次类推。由图4可知，品牌1逆变器发电转化能力值最高。
（5）故障维修率(X5)
通过计算得出四种逆变器故障到恢复故障的时间分别为T1=13.87,T2=45.67,T3=41.53,T4=29.8，单位：小时。品牌1逆变器的故障维修率为：T1/(T1+T2+T3+T4)=0.106；品牌2逆变器的故障维修率为：T2/(T1+T2+T3+T4)=0.348；品牌3逆变器的故障维修率为：T3/(T1+T2+T3+T4)=0.318；品牌4逆变器的故障维修率为：T1/(T1+T2+T3+T4)=0.228。如图5所示。
（6）由Y=-X2+X3+X4-X5，可计算出品牌1逆变器的综合评估值Y1=-0.214+75.24%+0.276-0.106=0.708,品牌2逆变器的综合评估值Y2=-0.357+74.29%+0.226-0.348=0.263,品牌3逆变器的综合评估值Y3=-0.345+75.07%+0.261-0.318=0.348,品牌4逆变器的综合评估值Y4=-0.083+74.45%+0.235-0.228=0.668,即可得出Y1>Y4>Y3>Y2。因此，品牌1逆变器的综合性能更高。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种光伏电站逆变器综合评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）把采集到的逆变器数据根据数据特性进行分类，分为：运行日志表数据、发电量异常数据、逆变器故障表数据、逆变器运行数据和逆变器发电量数据；
（2）逆变器故障率X2，选取光伏电站运行日志表、逆变器故障表和发电量异常数据表，通过对称观测叠加法计算不同品牌的逆变器故障频数，即若某光伏电站有A,B,C,D四种不同品牌的逆变器，设这四种逆变器故障频数分别为S1,S2,S3,S4，则A品牌逆变器的故障率为：S1/(S1+S2+S3+S4)；B品牌逆变器的故障率为：S2/(S1+S2+S3+S4)；C品牌逆变器的故障率为：S3/(S1+S2+S3+S4)；D品牌逆变器的故障率为：S4/(S1+S2+S3+S4)；
（3）逆变器效率X3，是利用逆变器运行数据中任意时刻逆变器输出功率与输入功率的比值，表达式为：X3=P出/P入，其中，P出：逆变器输出功率，P入：逆变器输入功率；
（4）逆变器发电转化能力X4，是在同等条件下，由不同子阵发电并输送给逆变器进行转换，某逆变器转换发电量的能力，即某逆变器的发电量与光伏电站的总发电量的占比；表达式为：X4=V2/V1，其中，V2：逆变器发电量，V1：光伏电站的总发电量；
（5）故障维修率X5，利用运行日志表、逆变器故障表和发电量异常数据表，通过对称观测变换法计算逆变器故障到恢复发电的时间，即提取某品牌逆变器故障到恢复故障的时间；若某光伏电网有A,B,C,D四种不同品牌的逆变器，设在某段时间内，如一年，这四种逆变器故障到恢复故障的时间分别为T1,T2,T3,T4，单位：小时；则A品牌逆变器的故障维修率为：T1/(T1+T2+T3+T4)；B品牌逆变器的故障维修率为：T2/(T1+T2+T3+T4)；C品牌逆变器的故障维修率为：T3/(T1+T2+T3+T4)；D品牌逆变器的故障维修率为：T1/(T1+T2+T3+T4)；
（6）令Y为某品牌逆变器综合评估值，表达式为：Y=-X2+X3+X4-X5，因逆变器故障率和故障维修率是评估逆变器的负面因素，所以，逆变器故障率X2和故障维修率X5值越低，即-X2和-X5越大，并且逆变器发电转化能力X4和逆变器效率X3值越大，逆变器越好。
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