CN107679323A - 光伏电站出力突变波动曲线拟合方法 - Google Patents

光伏电站出力突变波动曲线拟合方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光伏电站出力突变波动曲线拟合方法,包括:采集影响光伏电站出力的变量;分别计算光照强度对光伏电站出力的影响程度、环境温度对光伏电站出力的影响程度、当前所处的月份对光伏电站出力的影响程度,并根据所采集的各变量数据预测光伏电站平均出力情况;根据经过逆变器后的输出电压谐波含量表达式、经过逆变器后的基波含量,计算经过逆变器后的出力变化;预测光伏电站发出功率;根据光伏电站额定功率,以及对光伏电站发出功率预测值,进行对光伏电站的出力突变波动进行曲线拟合。本发明进行了光伏电站的出力突变曲线拟合,在对光伏电站出力有了较为准确直观的了解后,从而可以确定其调峰程度。保证电网安全可靠运行。

Description

光伏电站出力突变波动曲线拟合方法
技术领域
本发明属于电网技术领域,具体是一种光伏电站出力突变波动曲线拟合方法。
背景技术
由于大量光伏电站不断并网,对传统热电机组的调峰能力要求加强,为了确定传统热电机组的备用容量,必须对当前光伏电站的出力情况进行详细的分析了解,由于光伏电站受天气影响较大,为了保证电网安全稳定运行,对光伏电站出力特性进行拟合具有重要意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种光伏电站出力突变波动曲线拟合方法。
本发明的技术方案如下:
一种光伏电站出力突变波动曲线拟合方法,包括:
采集影响光伏电站出力的变量,包括:当前电网内的光照强度、空气湿度、环境温度、风速以及当前所处的月份、控制逆变器生成脉冲的载波频率、调制波频率、载波幅值、调制波幅值,逆变器幅值调制比、逆变器频率调制比;
分别计算光照强度对光伏电站出力的影响程度、环境温度对光伏电站出力的影响程度、当前所处的月份对光伏电站出力的影响程度,并根据所采集的各变量数据预测光伏电站平均出力情况;
根据经过逆变器后的输出电压谐波含量表达式、经过逆变器后的基波含量,计算经过逆变器后的出力变化;
预测光伏电站发出功率;
根据光伏电站额定功率,以及对光伏电站发出功率预测值,进行对光伏电站的出力突变波动进行曲线拟合。
所述光照强度对光伏电站出力的影响程度
所述环境温度对光伏电站出力的影响程度
当前所处的月份对光伏电站出力的影响程度
其中,g为当前电网内的光照强度,t为环境温度,y为当前所处的月份,lne=1。
所述根据所采集的各变量数据预测光伏电站平均出力情况,包括:
根据(g,h,t,v)与(g′,h′,t′,v′)进行比对,计算近似系数ζ:
其中,(g,h,t,v)为采集的当前电网内的光照强度、环境温度、空气湿度、风速组成的变量数据,(g′,h′,t′,v′)为数据库中的已存的光照强度、环境温度、空气湿度、风速组成的变量数据;λ1,λ2,λ3,λ4分别为当前电网内的光照强度g对整体影响因子所占的比例、空气湿度h对整体影响因子所占的比例、环境温度t对整体影响因子所占的比例、风速v对整体影响因子所占的比例;
在区间(g-ζ,g+ζ),(h-ζ,h+ζ),(t-ζ,t+ζ),(v-ζ,v+ζ)分别取10个值,以组成10个向量(g1,h1,t1,v1)......(g10,h10,t10,v10),在数据库中找到最为接近的10个已存向量,输出与10个已存向量相对应的发电功率Pi
预测光伏电站平均出力情况
其中,下标z=1,2,3,4,下标i=1.2......10。
所述经过逆变器后的输出电压谐波含量表达式:
其中,参数n=1,2,3,4......;m为谐波次数,Ug为单一光伏板的额定电压,参数k=1,2,...,∞,N为逆变器频率调制比,N为整数,fc为控制逆变器生成脉冲的载波频率,fm为调制波频率,M为逆变器幅值调制比,Mc为载波幅值,Mm为调制波幅值,为初始角相位,ω为角频率,t为谐波含量表达时间。
所述经过逆变器后的基波含量其中,M为逆变器幅值调制比,Ug为单一光伏板的额定电压,为初始角相位,ω为角频率,t为谐波含量表达时间。
所述经过逆变器后的出力变化:其中,Ui为经过逆变器后的基波含量,Uxhl为经过逆变器后的输出电压谐波含量表达式。
所述光伏电站发出功率:
其中,Pe为光伏电站额定输出功率,T为影响出力波动的时间,T′=[T],即T′为不超过T的最大整数,Ag为光照强度对光伏电站出力的影响程度;At为环境温度对光伏电站出力的影响程度;Ay为当前所处的月份对光伏电站出力的影响程度;Pyc为光伏电站平均出力情况的预测值。
有益效果:
本发明针对当前多变天气,以及光伏电站额定发电功率和逆变器的控制情况,设计了一种光伏电站出力突变波动曲线拟合方法,对当前电网内的光照强度、空气湿度、环境温度、风速进行监测,首先对外界环境的各影响因子对光伏电站出力进行数学模型并进行建模计算,再对光伏电站的输出功率进行预测,重新整定了各影响因子在整体功率影响中所占的比例,使得预测结果更加准确。最后对所有计算结果进行建模计算,得到光伏电站出力突变的曲线。此方法主要用于对接下来时间段内或几天内的出力波动情况曲线拟合,通过此种方法可以直观得到具体时刻光伏电站的出力情况,为接下来确定传统机组调峰容量提供可靠依据。并且由于逆变器控制特点影响,也使得光伏电站并网功率受到影响,并且随着季节的变化,光伏电站每天所受的光照时间有所变化,针对此种条件制约,此发明所拟合的曲线为分季的光伏电站出力突变波动情况。此发明进行了光伏电站的出力突变曲线拟合,在对光伏电站出力有了较为准确直观的了解后,从而可以确定其调峰程度。保证电网安全可靠运行。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中的光伏电站出力突变波动曲线拟合方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
如图1所示的一种光伏电站出力突变波动曲线拟合方法,包括:
步骤1:采集影响光伏电站出力的变量,包括:当前电网内的光照强度g、空气湿度h、环境温度t、风速v以及当前所处的月份y、控制逆变器生成脉冲的载波频率fc、调制波频率fm、载波幅值Mc、调制波幅值Mm,逆变器幅值调制比逆变器频率调制比
以某光伏电站为例,其额定输出功率Pe为20MW,某一时刻光照强度g为1037w/h,空气湿度h为31%,环境温度t为26摄氏度,风速v为0.7m/s。
步骤2:计算光照强度g、环境温度t、当前所处的月份y对光伏电站出力的影响程度,并根据所采集的各变量数据预测光伏电站输出功率。
步骤2.1:计算光照强度g对光伏电站出力的影响程度Ag
步骤2.2:计算环境温度t对光伏电站出力的影响程度At
步骤2.3:计算当前所处的月份y对光伏电站出力的影响程度Ay
其中,lne=1;经计算,Ag=0.86,At=0.41,Ay=0.38
步骤2.4:在当前环境条件下预测光伏电站平均出力情况Pyc
步骤2.4.1:根据所采集的变量数据(g,h,t,v)与数据库中的已存变量数据(g′,h′,t′,v′)进行比对,计算近似系数ζ:
其中根据历史数据分析得到λ1=0.28,λ2=0.09,λ3=0.44,λ4=0.19,分别为当前电网内的光照强度g对整体影响因子所占的比例、空气湿度h对整体影响因子所占的比例、环境温度t对整体影响因子所占的比例、风速v对整体影响因子所占的比例,解得ζ=0.79。
步骤2.4.2:在区间(g-ζ,g+ζ),(h-ζ,h+ζ),(t-ζ,t+ζ),(v-ζ,v+ζ)分别取10个值,以组成10个向量(g1,h1,t1,v1)......(g10,h10,t10,v10),在数据库中找到最为接近的10个已存向量,输出与10个已存向量相对应的发电功率Pi
步骤2.4.3:预测光伏电站平均出力情况Pyc
其中,下标z=1,2,3,4,下标i=1.2......10,解得Pyc=20.8。
步骤3:根据经过逆变器后的输出电压谐波含量表达式、经过逆变器后的基波含量,计算经过逆变器后的出力变化;
步骤3.1:计算经过逆变器后的输出电压谐波含量表达式Uxhl
其中,参数n=1,2,3,4......;m为谐波次数,Ug为单一光伏板的额定电压,参数k=1,2,...,∞,逆变器频率调制比N为整数,fc为控制逆变器生成脉冲的载波频率,fm为调制波频率,逆变器幅值调制比Mc为载波幅值,Mm为调制波幅值,为初始角相位,ω为角频率,t为谐波含量表达时间。
步骤3.2:计算经过逆变器后的基波含量Ui
步骤3.3:计算经过逆变器后的出力变化An
解得An=0.103。
步骤4:预测光伏电站发出功率P;
其中,Pe为光伏电站额定输出功率,T为影响出力波动的时间,T′=[T],即T′为不超过T的最大整数。
本实施例中,
步骤5:根据光伏电站额定功率,以及对光伏电站发出功率预测值,进行对光伏电站的出力突变波动进行曲线拟合。

Claims (7)

1.一种光伏电站出力突变波动曲线拟合方法,其特征在于,包括:
采集影响光伏电站出力的变量,包括:当前电网内的光照强度、空气湿度、环境温度、风速以及当前所处的月份、控制逆变器生成脉冲的载波频率、调制波频率、载波幅值、调制波幅值,逆变器幅值调制比、逆变器频率调制比;
分别计算光照强度对光伏电站出力的影响程度、环境温度对光伏电站出力的影响程度、当前所处的月份对光伏电站出力的影响程度,并根据所采集的各变量数据预测光伏电站平均出力情况;
根据经过逆变器后的输出电压谐波含量表达式、经过逆变器后的基波含量,计算经过逆变器后的出力变化;
预测光伏电站发出功率;
根据光伏电站额定功率,以及对光伏电站发出功率预测值,进行对光伏电站的出力突变波动进行曲线拟合。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述光照强度对光伏电站出力的影响程度
所述环境温度对光伏电站出力的影响程度
当前所处的月份对光伏电站出力的影响程度
其中,g为当前电网内的光照强度,t为环境温度,y为当前所处的月份,lne=1。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所采集的各变量数据预测光伏电站平均出力情况,包括:
根据(g,h,t,v)与(g′,h′,t′,v′)进行比对,计算近似系数ζ:
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其中,(g,h,t,v)为采集的当前电网内的光照强度、环境温度、空气湿度、风速组成的变量数据,(g′,h′,t′,v′)为数据库中的已存的光照强度、环境温度、空气湿度、风速组成的变量数据;λ1,λ2,λ3,λ4分别为当前电网内的光照强度g对整体影响因子所占的比例、空气湿度h对整体影响因子所占的比例、环境温度t对整体影响因子所占的比例、风速v对整体影响因子所占的比例;
在区间(g-ζ,g+ζ),(h-ζ,h+ζ),(t-ζ,t+ζ),(v-ζ,v+ζ)分别取10个值,以组成10个向量(g1,h1,t1,v1)......(g10,h10,t10,v10),在数据库中找到最为接近的10个已存向量,输出与10个已存向量相对应的发电功率Pi
预测光伏电站平均出力情况
其中,下标z=1,2,3,4,下标i=1.2......10。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述经过逆变器后的输出电压谐波含量表达式:
其中,参数n=1,2,3,4......;m为谐波次数,Ug为单一光伏板的额定电压,参数k=1,2,...,∞,N为逆变器频率调制比,N为整数,fc为控制逆变器生成脉冲的载波频率,fm为调制波频率,M为逆变器幅值调制比,Mc为载波幅值,Mm为调制波幅值,为初始角相位,ω为角频率,t为谐波含量表达时间。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述经过逆变器后的基波含量其中,M为逆变器幅值调制比,Ug为单一光伏板的额定电压,为初始角相位,ω为角频率,t为谐波含量表达时间。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述经过逆变器后的出力变化:其中,Uj为经过逆变器后的基波含量,Uxhl为经过逆变器后的输出电压谐波含量表达式。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述光伏电站发出功率:
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其中,Pe为光伏电站额定输出功率,T为影响出力波动的时间,T′=[7],即T′为不超过T的最大整数,Ag为光照强度对光伏电站出力的影响程度;At为环境温度对光伏电站出力的影响程度;Ay为当前所处的月份对光伏电站出力的影响程度;Pyc为光伏电站平均出力情况的预测值。
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