CN107229824A - 光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置，涉及光伏电站发电技术领域。方法包括：获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据；根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率；根据归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出归一化温度下的第一功率曲线模型；根据第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型。本发明可避免现有技术的光伏电站发电单元功率曲线建模方式的结果不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站发电技术领域，尤其涉及一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置。
背景技术
当前，随着新能源发电在总发电量中的占比的提高，国家以及各企业开始逐渐重视光伏电站的建设，以用于并网、独立发电。为了综合研究光伏电站的建设问题，从储能、变电等配套设备的选型，到电网调度问题，从光伏电站发电经济型评估，到各种原因引起的弃光率的计算等问题，这些都需要预测发电单元或者整个光伏发电站的发电功率和发电量。而为了预测发电单元或者整个光伏发电站的发电功率和发电量，就需要进行光伏电站发电单元功率曲线建模。
当前的光伏电站发电单元功率曲线建模方式有以下几种：
(1)采用工程应用光伏电池模型：该工程应用光伏电池模型是将以硅光伏电池物理特性为根据，将5参数模型进行假设、变形、整理后，使模型中只用到了光伏组件铭牌给定的VOC(光伏组件开路电压)、IOC(光伏组件最佳工作电流)、Vmp(标准测试条件下的光伏组件最大功率电压)、Imp(标准测试条件下的光伏组件最大功率电流)四个参数，光伏组件的工程模型如公式：
Ia＝Isca(1-K5K6)-Ip
K5＝1/{exp[(Voca/Ns)/nVth]-1}
K6＝exp(VD/nVth)-1
通过采用工程应用光伏电池模型，避免了单体电池5参数模型中引入的未知物理参数的问题。
(2)采用拟合模型：在实验室条件下模拟固定温度、辐照度下光伏电池的电流——电压曲线，然后对实验数据采用多项式拟合或者基于工程用方程进行拟合得到模型。多项式模型方程如下：
式中：n的取值视精度而定，a0—an为系数。
(3)当前，通用电气公司提出了一种用于光伏电站功率曲线量的系统和方法，该方法通过测量光伏组件温度、倾斜面辐照度，生成规格化辐照度，并结合光伏电站输出功率，绘制期望的功率曲线。
然而，对于上述几种光伏电站发电单元功率曲线建模方式，存在如下问题：
方式(1)是由半导体物理特性推导所得，其研究对象为单体电池或者光伏组件，一个光伏组件的公式已经较为复杂，若是计算整个方阵，等值折算过程中，由于难以计及串并联和一次设备造成的损耗，无法控制计算量误差。
方式(2)建立的模型其精度与样本数据相关，需要大量物理实验来求得方程，并且方式(2)的方程本身不固定，造成模型不准确。
方式(3)是通过规格化辐照度和组件温度，建立特定条件下的光伏功率曲线，但是未考虑到现场实测的不同辐照度和组件温度条件下，如何实施输出功率和理论功率的对比方法。
可见，现有技术的光伏电站发电单元功率曲线建模方式的结果不准确，且未考虑到实测的不同辐照度和组件温度条件对光伏电站发电单元功率的影响。
发明内容
本发明的实施例提供一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置，以解决现有技术的光伏电站发电单元功率曲线建模方式的结果不准确，且未考虑到实测的不同辐照度和组件温度条件对光伏电站发电单元功率的影响的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法，包括：
获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据；所述实际运行参数数据包括实际运行时的实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率；
根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率；
根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型；所述第一功率曲线模型用于表示所述归一化有功功率与所述实测辐照度的对应关系；
根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型；所述预先设置的发电效率条件为不同温度时光伏组件的发电效率相同。
具体的，根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率，包括：
根据公式：
确定每组实际运行参数数据中的归一化温度x对应的归一化有功功率Px；其中，P实测为所述实测有功功率；α为预先设置的光伏组件的功率温度系数；T为所述实测光伏组件温度。
具体的，根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型，包括：
确定第一功率曲线模型为P曲线＝Px＝aSLn(e+bS+c)；其中，S表示所述实测辐照度；Px为所述归一化有功功率；e为自然对数；
根据每组实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出常数a、b、c。
具体的，根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型，包括：
根据不同温度时光伏组件的发电效率相同，确定发电效率公式其中，η(S,T)为实测光伏组件温度下的光伏组件的发电效率；η(S,x)为归一化温度下的光伏组件的发电效率；
通过所述发电效率公式，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型；
所述光伏电站发电单元的理论功率曲线模型为：
其中，P曲线为所述第一功率曲线模型；T为所述实测光伏组件温度。
此外，所述光伏电站发电单元功率曲线建模方法，还包括：根据光伏电站发电单元的理论功率曲线模型，确定一时间段内光伏电站发电单元的发电量；其中，所述时间段包括多个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt；
所述一时间段内光伏电站发电单元的发电量为：
其中，Pn表示第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的理论功率曲线模型P理论；Sj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测辐照度；Tj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测光伏组件温度。
一种光伏电站发电单元功率曲线建模装置，包括：
实际运行参数数据获取单元，用于获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据；所述实际运行参数数据包括实际运行时的实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率；
归一化单元，用于根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率；
第一功率曲线模型确定单元，用于根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型；所述第一功率曲线模型用于表示所述归一化有功功率与所述实测辐照度的对应关系；
理论功率曲线模型确定单元，用于根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型；所述预先设置的发电效率条件为不同温度时光伏组件的发电效率相同。
另外，所述归一化单元，具体用于：
根据公式：
确定每组实际运行参数数据中的归一化温度x对应的归一化有功功率Px；其中，P实测为所述实测有功功率；α为预先设置的光伏组件的功率温度系数；T为所述实测光伏组件温度。
此外，所述第一功率曲线模型确定单元，具体用于：
确定第一功率曲线模型为P曲线＝Px＝aSLn(e+bS+c)；其中，S表示所述实测辐照度；Px为所述归一化有功功率；e为自然对数；
根据每组实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出常数a、b、c。
另外，所述理论功率曲线模型确定单元，具体用于：
根据不同温度时光伏组件的发电效率相同，确定发电效率公式其中，η(S,T)为实测光伏组件温度下的光伏组件的发电效率；η(S,x)为归一化温度下的光伏组件的发电效率；
通过所述发电效率公式，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型；所述光伏电站发电单元的理论功率曲线模型为：
其中，P曲线为所述第一功率曲线模型；T为所述实测光伏组件温度。
此外，所述光伏电站发电单元功率曲线建模装置，还包括：
发电量确定单元，用于根据光伏电站发电单元的理论功率曲线模型，确定一时间段内光伏电站发电单元的发电量；其中，所述时间段包括多个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt；
所述一时间段内光伏电站发电单元的发电量为：
其中，Pn表示第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的理论功率曲线模型P理论；Sj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测辐照度；Tj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测光伏组件温度。
本发明实施例提供的一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置，首先获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据，即实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率；根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率；根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型；根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型。本发明考虑到了实测的不同辐照度和组件温度条件对光伏电站发电单元功率的影响，得到的光伏电站发电单元功率曲线模型较为准确，避免了现有技术的光伏电站发电单元功率曲线建模方式的结果不准确，且未考虑到实测的不同辐照度和组件温度条件对光伏电站发电单元功率的影响的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法的流程图一；
图2为本发明实施例提供的一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法的流程图二；
图3为本发明实施例中的光伏组件辐照度、背板温度和环境温度的示意图；
图4为本发明实施例中的光伏组件的辐照度与功率示意图；
图5为本发明实施例中的25℃下光伏组件发电功功率随辐照度的变化示意图；
图6为本发明实施例中的实测功率和模型算出的理论功率的对比示意图；
图7为本发明实施例中的光伏组件的辐照度与被雪覆盖的光伏组件的发电功率的示意图；
图8为本发明实施例中的用模型计算出的发电功率与实际功率的对比示意图；
图9为本发明实施例提供的一种光伏电站发电单元功率曲线建模装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法，包括：
步骤101、获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据。
其中，所述实际运行参数数据包括实际运行时的实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率。
步骤102、根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率。
步骤103、根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型。
其中，所述第一功率曲线模型用于表示所述归一化有功功率与所述实测辐照度的对应关系。
步骤104、根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型。
其中，所述预先设置的发电效率条件为不同温度时光伏组件的发电效率相同。
本发明实施例提供的一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法，首先获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据，即实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率；根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率；根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型；根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型。本发明考虑到了实测的不同辐照度和组件温度条件对光伏电站发电单元功率的影响，得到的光伏电站发电单元功率曲线模型较为准确，避免了现有技术的光伏电站发电单元功率曲线建模方式的结果不准确，且未考虑到实测的不同辐照度和组件温度条件对光伏电站发电单元功率的影响的问题。
为了使本领域的技术人员更好的了解本发明，下面列举一个更为详细的实施例，如图2所示，本发明实施例提供一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法，包括：
步骤201、获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据。
此处，所述光伏电站发电单元可以为光伏电站的光伏组件，如光伏板；或者，光伏电站发电单元还可以为多个光伏组件串联形成的光伏组串，或者光伏电站发电单元还可以为大量光伏组串并联后形成的整个光伏电站。
其中，所述实际运行参数数据包括实际运行时的实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率。
为了使获取得到的实际运行参数数据更加全面准确，需要在光伏电站发电单元的众多运行数据中选取实际运行参数数据，应满足如下条件：a)获取实测辐照度时，辐照度范围满足全年辐照度分布区间(0-1100W/m2)；b)且辐照度数据总量不少于1000个，保证各个辐照度区间(5W/m2为区间长度)都有数据分布；另外，所获取的实测辐照度，辐照度在400W/m2以上的数据应不少于600个，辐照度800W/m2以上的数据不少于200个；c)所获取的实际运行参数数据，必须是发电单元正常发电时测试所得；d)实测有功功率、实测光伏组件温度的获取时间分辨率应至少为10分钟，例如每10分钟获取一次。
步骤202、根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率。
此处的步骤202具体可以根据公式：
确定每组实际运行参数数据中的归一化温度x对应的归一化有功功率Px；其中，P实测为所述实测有功功率；α为预先设置的光伏组件的功率温度系数；T为所述实测光伏组件温度。值得说明的是，该归一化温度x可以为25摄氏度，但不仅局限于此。
此处步骤202的目的是将光伏组件温度对有功功率的影响归一。
步骤203、确定第一功率曲线模型为P曲线＝Px＝aSLn(e+bS+c)。
其中，S表示所述实测辐照度；Px为所述归一化有功功率；e为自然对数。所述第一功率曲线模型用于表示所述归一化有功功率与所述实测辐照度的对应关系。
步骤204、根据每组实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出常数a、b、c。
此处，为了保证数据的准确性，在拟合完毕后，需要确定P曲线＝aSLn(e+bS+c)与Px的相关系数R和相关系数的平方R2，若R和R2均大于0.99，则确定拟合准确。
步骤205、根据不同温度时光伏组件的发电效率相同，确定发电效率公式
其中，η(S,T)为实测光伏组件温度下的光伏组件的发电效率；η(S,x)为归一化温度下的光伏组件的发电效率。
步骤206、通过所述发电效率公式，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型。
所述光伏电站发电单元的理论功率曲线模型为：
其中，P曲线为所述第一功率曲线模型；T为所述实测光伏组件温度。
对于光伏电站发电单元的理论功率曲线模型，各部分的意义为：
a)表示当发电单元的工作环境接近于标准环境时，光伏组件发电功率接近Pm。Pm为光伏组件最大功率点功率。
b)Ln(e+bS+c)表示实测辐照度S对发电功率的影响；其中b<0，c>0，当S越大时，bS+c越接近于0，P理论与实测辐照度S越线性相关；当S较小时(例如小于200W/m2)，对应单晶硅、多晶硅或者各类型薄膜组件发电特性，P理论与S不呈线性关系。
c)1+α(T-x)表示实测光伏组件温度T对理论功率P理论的影响。
d)当发电单元为光伏组件时，a可以等于Pm/1000，否则，模型中的a可以直接用数据拟合出来。
步骤207、根据光伏电站发电单元的理论功率曲线模型，确定一时间段内光伏电站发电单元的发电量。
其中，所述时间段包括多个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt。
所述一时间段内光伏电站发电单元的发电量为：
其中，Pn表示第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的理论功率曲线模型P理论；Sj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测辐照度；Tj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测光伏组件温度。
为了使上述步骤201至208的过程更为明确，下面结合附图列举两个本发明的应用实例：
(一)、在本实例中，采用多通道IV曲线测试仪、辐照度计、温度传感器等对某地区某光伏电站AA光伏组件进行全天候、多工况的性能测试，用实验所测数据建立AA组件发电功率模型。表1为AA光伏组件的铭牌参数。
表1：
| 标准功率W | 峰值电压V | 峰值电流A |
| 298.34 | 35.62 | 8.38 |
| 功率温度系数 | 开路电压V | 短路电流A |
| 0.04％ | 44.96 | 8.85 |
(1)某年某月某日，晴间多云，光伏组件上无覆盖、无阴影，光伏组件正常发电，选取当天的测试数据来建立AA组件功率模型。图3为某日当天的辐照度、环境温度与背板温度。
实验所用的多通道IV曲线测试仪每1min记录一组组件运行参数(P实测，S，T)。选取了从早晨6:39到下午16：37这段时间内记录的596组数据作为建立模型的基础数据。图3展示了当天辐照度S，组件温度T-BB，环境温度T-HJ随时间的变化。图4为实测功率P实测(图中Power)与当天辐照度S的对应分布图。
(2)将596组数据归一成25℃(此处仅以25摄氏度为例)时的运行参数(P25，S，25)。
(3)如图5作P25-S图，按P＝aSLn(e+bS+c)进行拟合，得到拟合方程:
P曲线＝PS,25＝0.298SLn(e-9.1512×10-4S+0.769)
曲线与实测散点图相关度平方R2＝0.9937。
(4)得到AA光伏组件发电功率模型为：
P理论＝0.298SLn(e-9.1512×10-4S+0.769)[1+α×(T-25)]
图6为组件理论发电功率、实际发电功率的对比图。从中看出模型计算的理论功率曲线与实际功率更几乎重合，两者标准差为6.02W，说明本发明提供的理论功率模型是可行的。
(5)确定理论发电量为77704W·min，实际发电量为77948W·min，仅仅相差了0.3％，说明本发明提供的理论功率模型精度很高。
(二)、某日天气晴朗，但光伏组件被积雪覆盖，图7为当天的辐照度与光伏组件的发电功率(Power)示意图，此种工况与人工限制发电相类似，则选取某日测试数据计算当天本该有的发电。
将某日上午11:00到下午17：25期间记录的辐照度S、组件温度T按本发明上述步骤，得到光伏组件理论发电功率为：
P理论＝0.298SLn(e-9.1512×10-4S+0.769)[1+α×(T-25)]
理论功率曲线如图8，其与辐照度模密切相关。
之后，得到理论发电量为1303.66Wh，实际发电量为35.97Wh，损失电量为1267.69Wh。
本发明实施例提供的一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法，首先获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据，即实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率；根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率；根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型；根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型。本发明考虑到了实测的不同辐照度和组件温度条件对光伏电站发电单元功率的影响，得到的光伏电站发电单元功率曲线模型较为准确，避免了现有技术的光伏电站发电单元功率曲线建模方式的结果不准确，且未考虑到实测的不同辐照度和组件温度条件对光伏电站发电单元功率的影响的问题。
对应于上述图1和图2所示的方法实施例，如图9所示，本发明实施例提供一种光伏电站发电单元功率曲线建模装置，包括：
实际运行参数数据获取单元31，用于获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据；所述实际运行参数数据包括实际运行时的实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率。
归一化单元32，用于根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率。
第一功率曲线模型确定单元33，用于根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型；所述第一功率曲线模型用于表示所述归一化有功功率与所述实测辐照度的对应关系。
理论功率曲线模型确定单元34，用于根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型；所述预先设置的发电效率条件为不同温度时光伏组件的发电效率相同。
另外，所述归一化单元32，具体用于：
根据公式：
确定每组实际运行参数数据中的归一化温度x对应的归一化有功功率Px；其中，P实测为所述实测有功功率；α为预先设置的光伏组件的功率温度系数；T为所述实测光伏组件温度。
此外，所述第一功率曲线模型确定单元33，具体可以确定第一功率曲线模型为P曲线＝Px＝aSLn(e+bS+c)；其中，S表示所述实测辐照度；Px为所述归一化有功功率；e为自然对数。
根据每组实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出常数a、b、c。
另外，所述理论功率曲线模型确定单元34，具体可以根据不同温度时光伏组件的发电效率相同，确定发电效率公式其中，η(S,T)为实测光伏组件温度下的光伏组件的发电效率；η(S,x)为归一化温度下的光伏组件的发电效率。
通过所述发电效率公式，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型；所述光伏电站发电单元的理论功率曲线模型为：
其中，P曲线为所述第一功率曲线模型；T为所述实测光伏组件温度。
此外，如图9所示，所述光伏电站发电单元功率曲线建模装置，还可以包括：
发电量确定单元35，用于根据光伏电站发电单元的理论功率曲线模型，确定一时间段内光伏电站发电单元的发电量；其中，所述时间段包括多个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt。
所述一时间段内光伏电站发电单元的发电量为：
其中，Pn表示第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的理论功率曲线模型P理论；Sj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测辐照度；Tj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测光伏组件温度。
本发明实施例提供的一种光伏电站发电单元功率曲线建模装置的具体实现方式可以参见上述图1和图2对应的方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的一种光伏电站发电单元功率曲线建模装置，首先获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据，即实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率；根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率；根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型；根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型。本发明考虑到了实测的不同辐照度和组件温度条件对光伏电站发电单元功率的影响，得到的光伏电站发电单元功率曲线模型较为准确，避免了现有技术的光伏电站发电单元功率曲线建模方式的结果不准确，且未考虑到实测的不同辐照度和组件温度条件对光伏电站发电单元功率的影响的问题。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种光伏电站发电单元功率曲线建模方法，其特征在于，包括：
获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据；所述实际运行参数数据包括实际运行时的实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率；
根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率；
根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型；所述第一功率曲线模型用于表示所述归一化有功功率与所述实测辐照度的对应关系；
根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型；所述预先设置的发电效率条件为不同温度时光伏组件的发电效率相同。
2.根据权利要求1所述的光伏电站发电单元功率曲线建模方法，其特征在于，根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率，包括：
根据公式：
确定每组实际运行参数数据中的归一化温度x对应的归一化有功功率Px；其中，P实测为所述实测有功功率；α为预先设置的光伏组件的功率温度系数；T为所述实测光伏组件温度。
3.根据权利要求2所述的光伏电站发电单元功率曲线建模方法，其特征在于，根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型，包括：
确定第一功率曲线模型为P曲线＝Px＝aSLn(e+bS+c)；其中，S表示所述实测辐照度；Px为所述归一化有功功率；e为自然对数；
根据每组实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出常数a、b、c。
4.根据权利要求3所述的光伏电站发电单元功率曲线建模方法，其特征在于，根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型，包括：
根据不同温度时光伏组件的发电效率相同，确定发电效率公式其中，η(S,T)为实测光伏组件温度下的光伏组件的发电效率；η(S,x)为归一化温度下的光伏组件的发电效率；
通过所述发电效率公式，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型；
所述光伏电站发电单元的理论功率曲线模型为：
其中，P曲线为所述第一功率曲线模型；T为所述实测光伏组件温度。
5.根据权利要求4所述的光伏电站发电单元功率曲线建模方法，其特征在于，还包括：根据光伏电站发电单元的理论功率曲线模型，确定一时间段内光伏电站发电单元的发电量；其中，所述时间段包括多个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt；
所述一时间段内光伏电站发电单元的发电量为：
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其中，Pn表示第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的理论功率曲线模型P理论；Sj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测辐照度；Tj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测光伏组件温度。
6.一种光伏电站发电单元功率曲线建模装置，其特征在于，包括：
实际运行参数数据获取单元，用于获取光伏电站发电单元的多组实际运行参数数据；所述实际运行参数数据包括实际运行时的实测辐照度、实测光伏组件温度以及实测有功功率；
归一化单元，用于根据每组实际运行参数数据中的实测有功功率和实测光伏组件温度，以及一预先设置的归一化温度，确定每组实际运行参数数据对应的归一化有功功率；
第一功率曲线模型确定单元，用于根据所述归一化温度、实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出所述归一化温度下的第一功率曲线模型；所述第一功率曲线模型用于表示所述归一化有功功率与所述实测辐照度的对应关系；
理论功率曲线模型确定单元，用于根据所述第一功率曲线模型和实测光伏组件温度，采用预先设置的发电效率条件，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型；所述预先设置的发电效率条件为不同温度时光伏组件的发电效率相同。
7.根据权利要求6所述的光伏电站发电单元功率曲线建模装置，其特征在于，所述归一化单元，具体用于：
根据公式：
确定每组实际运行参数数据中的归一化温度x对应的归一化有功功率Px；其中，P实测为所述实测有功功率；α为预先设置的光伏组件的功率温度系数；T为所述实测光伏组件温度。
8.根据权利要求7所述的光伏电站发电单元功率曲线建模装置，其特征在于，所述第一功率曲线模型确定单元，具体用于：
确定第一功率曲线模型为P曲线＝Px＝aSLn(e+bS+c)；其中，S表示所述实测辐照度；Px为所述归一化有功功率；e为自然对数；
根据每组实测辐照度以及归一化有功功率，通过拟合方式拟合出常数a、b、c。
9.根据权利要求8所述的光伏电站发电单元功率曲线建模装置，其特征在于，所述理论功率曲线模型确定单元，具体用于：
根据不同温度时光伏组件的发电效率相同，确定发电效率公式其中，η(S,T)为实测光伏组件温度下的光伏组件的发电效率；η(S,x)为归一化温度下的光伏组件的发电效率；
通过所述发电效率公式，确定光伏电站发电单元的理论功率曲线模型；所述光伏电站发电单元的理论功率曲线模型为：
其中，P曲线为所述第一功率曲线模型；T为所述实测光伏组件温度。
10.根据权利要求9所述的光伏电站发电单元功率曲线建模装置，其特征在于，还包括：
发电量确定单元，用于根据光伏电站发电单元的理论功率曲线模型，确定一时间段内光伏电站发电单元的发电量；其中，所述时间段包括多个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt；
所述一时间段内光伏电站发电单元的发电量为：
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其中，Pn表示第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的理论功率曲线模型P理论；Sj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测辐照度；Tj为第n个实测辐照度和实测光伏组件温度的获取时间间隔Δt对应的第j个实测光伏组件温度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |