CN108321799A - 一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法 - Google Patents

一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，包括以下五个步骤：一、筛选出与待测电站同地区的有效电站，获取每家有效电站至少1个月的数据；二、根据筛选出有效电站的历史最大功率检测筛选出的有效电站登记的装机容量是否正确，剔除不正确的电站，三、计算筛选出的电站与待测电站的每天的满发小时数；四、计算筛选出的电站的满发小时数与待测电站的满发小时数的相关系数，剔除相关系数小于0.9的电站；五、根据待测电站当日满发小时数除以剩余的筛选出的有效电站的满发小时数的中位数，计算出系统效率替代指标；本发明通过近邻电站的数据计算获得光伏电站系统效率的替代性指标，实现了以低廉的数据获取成本实现与系统效率接近的性能。

Description

一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法。
背景技术
系统效率是表征光伏电站运行性能的最终指标，对于一个投入运行的光伏电站，在装机容量和光辐照量一致的情况下，系统效率越高就代表发电量越高，电站收益也就越大。
目前，光伏电站系统效率的计算依赖于电站当地的辐照数据，而辐照数据获取成本较高，测算光伏电站的系统效率主要依靠两方面的数据，1、光伏电站所在地的气象数据，2、光伏电站各设备效率；以现有技术而言，气象数据的测算主要依靠安装小型地面气象站获取或根据卫星数据换算，安装小型地面气象站会成本较高，卫星数据会增加成本并且存在准确性的问题；测算光伏电站各设备的效率则需要增加大量额外传感器，同样会增加光伏电站的成本，对于小型户用分布式光伏电站而言，现有光伏电站系统效率的测算方法所带来的额外成本的负担是难以接受的。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供了一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，本计算方法可在不需要增加额外成本的情况下获得光伏电站系统效率的替代性指标，以低廉的数据获取成本实现了与系统效率接近的性能。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，该方法采用如下步骤：
步骤一：筛选出与待测电站同地区的有效电站，且获取每家有效电站至少1个月中电站日发电量、日峰值功率和电站装机容量的数据；
步骤二：根据筛选出有效电站的历史最大功率检测筛选出的有效电站登记的装机容量是否正确，剔除不正确的电站，历史最大功率即为获取数据中的日峰值功率的最大值；
通过步骤一与步骤二这两步可剔除大部分故障电站，避免故障电站的数据对后续计算产生干扰；
步骤三：计算筛选出的电站与待测电站的每天的满发小时数；
步骤四：根据步骤一和步骤二，计算筛选出的电站的满发小时数与待测电站的满发小时数的相关系数，根据相关系数计算公式剔除相关系数小于0.9的电站；
步骤五：根据待测电站当日满发小时数除以剩余的筛选出的有效电站的满发小时数的中位数，计算出系统效率替代指标。
优选的，所述步骤一中，选择的电站处于同一城市且逆变器可用率(Car)不低于90％，逆变器可用率(Car)的计算方式如公式(1)所示：
Car＝At/Lt(1)
其中，At为逆变器当日交流功率大于0的时间，Lt为逆变器所在地点当日光照时长。
优选的，所述步骤一中，所述有效电站的个数为n，n>50。
优选的，所述步骤二中，电站装机容量有效的判断方法是，若历史最大功率在装机容量的90％到110％内，且产生最大功率的时间在当地上午11点到下午2点之间，则认为登记的装机容量正确。
优选的，所述步骤三中，满发小时数(H)H)))的计算方式如公式(2)所示：
H＝P/Capatity(2)
其中，P为电站当日发电量，Capatity为电站装机容量。
优选的，所述步骤五中，系统效率替代指标(PRc)计算方式如公式(4)所示：
PRc＝(Ptar/Ctar)/median(Hsel)＝Ph/Pm(4)
其中，Ptar为待测电站当日发电量，Ctar为待测电站装机容量，Hsel为筛选出的有效电站的满发小时数，Ph表示待测电站的满发小时数，Pm表示筛选出有效电站的满发小时数的中位数。
本发明达到的有益效果是：本发明提出了一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，该方法通过近邻电站的数据计算获得光伏电站系统效率的替代性指标，该替代性指标与系统效率相似，可以用于评估光伏电站的运行性能，本计算方法实现了以低廉的数据获取成本实现与系统效率接近的性能。
附图说明
图1是本发明光伏电站系统效率替代指标的计算方法的流程图；
图2是利用卫星数据算出来的理论的满发小时数、利用本发明方法计算出来的满发小时数和电站实际的满发小时数的对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1-2所示，本发明所采用的技术方案是：
一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，该方法采用如下步骤：
步骤一：筛选出与待测电站同地区的有效电站，且获取每家有效电站至少1个月中电站日发电量、日峰值功率和电站装机容量的数据，所述有效电站的个数大于50家；
筛选有效电站的方法如下：
电站需要处在同一城市，且逆变器可用率(Car)不低于90％，逆变器可用率(Car)的计算方式如公式(1)所示：
Car＝At/Lt (1)
其中，At为逆变器当日交流功率大于0的时间，Lt为逆变器所在地点当日光照时长。
步骤二：根据筛选出有效电站的历史最大功率检测筛选出的有效电站登记的装机容量是否正确，剔除不正确的电站，历史最大功率即为获取数据中的日峰值功率的最大值；
电站装机容量有效的判断方法是，若历史最大功率在装机容量的90％到110％内，且产生最大功率的时间在当地上午11点到下午2点之间，则认为登记的装机容量正确；
通过步骤一与步骤二这两步可剔除大部分故障电站，避免故障电站的数据对后续计算产生干扰。
步骤三：计算筛选出的电站与待测电站的每天的满发小时数，
满发小时数(H)H)))的计算方式如公式(2)所示：
H＝P/Capatity (2)
其中，P为电站当日发电量，Capatity为电站装机容量；
当日发电量P由逆变器数据采集器采集上传，电站装机容量Capatity由用户进行登记获得。
步骤四：根据步骤一和步骤二，计算筛选出的电站的满发小时数与待测电站的满发小时数的相关系数，剔除相关系数小于0.9的电站；
根据相关系数计算公式(3)剔除相关系数小于0.9的电站，
其中，cov(X,Y)表示X与Y的协方差，σX表示X的标准差，σY表示X的标准差，
步骤五：根据待测电站当日满发小时数除以剩余的筛选出的有效电站的满发小时数的中位数，计算出系统效率替代指标；
系统效率替代指标(PRc)计算方式如公式(4)所示：
PRc＝(Ptar/Ctar)/median(Hsel)＝Ph/Pm (4)
其中，Ptar为待测电站当日发电量，Ctar为待测电站装机容量，Hsel为筛选出的有效电站的满发小时数，Ph表示待测电站的满发小时数，Pm表示筛选出有效电站的满发小时数的中位数。
传统的系统效率(PR)计算方法如公式(5)所示，
PR＝(GTI/1000)/(P/Capatity) (5)
其中，GTI为电站所在位置的当日倾斜角总辐照，P为电站当日发电量，Capatity为电站装机容量；GTI需要通过装配辐照仪采集或通过卫星数据采集，获取成本较高并且在特殊天气条件下，如阴雨天，卫星数据可能出现较大偏差，而辐照仪也可能由于灰尘积累的原因导致记录的GTI数据不准确。
在本发明中，由于电站的装机容量是每个电站的用户都需要登记的，而全计算流程中所用到的功率、发电量信息都是逆变器本身必须产生并记录的，因此计算系统效率替代指标(PRc)的成本几乎为零。
而当待测电站出现故障导致发电量偏低时，与近邻正常电站的满发小时数的中位数相比，必然也会偏低，因而系统效率替代指标(PRc)可以稳定可靠的度量电站的整体性能，起到替代光伏电站系统效率的作用。
图2是利用卫星数据算出来的理论的满发小时数、利用本发明方法计算出来的满发小时数和电站实际的满发小时数的对比图，其中，PVOUT表示卫星数据算出来的理论的满发小时数，promedian表示利用本发明方法算出来的满发小时数，plant表示电站实际的满发小时数。
从图2中可以看出，卫星数据算出来的理论的满发小时数PVOUT在特殊天气条件下可能出现较大偏差，而辐照仪也可能由于灰尘积累的原因导致记录的数据不准确，从而使得卫星数据算出来的理论的满发小时数PVOUT的折线图与实际满发小时数plant的折线图的偏差较大，而利用本发明的计算方法算出来的满发小时数promedian与实际满发小时数几乎重合在一起，与plant偏差较小，通过本发明方法计算出的满发小时数推导出系统效率替代指标PRc，该替代性指标与系统效率相似，可以用于评估光伏电站的运行性能，本计算方法实现了以低廉的数据获取成本实现与系统效率接近的性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：筛选出与待测电站同地区的有效电站，且获取每家有效电站至少1个月中电站日发电量、日峰值功率和电站装机容量的数据；
步骤二：根据筛选出有效电站的历史最大功率检测筛选出的有效电站登记的装机容量是否正确，剔除不正确的电站，历史最大功率即为获取数据中的日峰值功率的最大值；
通过步骤一与步骤二这两步可剔除大部分故障电站，避免故障电站的数据对后续计算产生干扰；
步骤三：计算筛选出的电站与待测电站的每天的满发小时数；
步骤四：根据步骤一和步骤二，计算筛选出的电站的满发小时数与待测电站的满发小时数的相关系数，根据相关系数计算公式剔除相关系数小于0.9的电站；
步骤五：根据待测电站当日满发小时数除以剩余的筛选出的有效电站的满发小时数的中位数，计算出系统效率替代指标。
2.根据权利要求1所述的一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，其特征在于，所述步骤一中，选择的电站处于同一城市且逆变器可用率（Car）不低于90%，逆变器可用率（Car）的计算方式如公式（1）所示：
Car=At/Lt （1）
其中，At为逆变器当日交流功率大于0的时间，Lt为逆变器所在地点当日光照时长。
3.根据权利要求1所述的一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，其特征在于，所述步骤一中，所述有效电站的个数为n，n >50。
4.根据权利要求1所述的一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，其特征在于，所述步骤二中，电站装机容量有效的判断方法是，若历史最大功率在装机容量的90%到110%内，且产生最大功率的时间在当地上午11点到下午2点之间，则认为登记的装机容量正确。
5.根据权利要求1所述的一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，其特征在于，所述步骤三中，满发小时数（H）H）））的计算方式如公式（2）所示：
H= P/Capatity （2）
其中，P为电站当日发电量，Capatity为电站装机容量。
6.根据权利要求1所述的一种光伏电站系统效率替代指标的计算方法，其特征在于，所述步骤五中，系统效率替代指标（PRc）计算方式如公式（4）所示：
PRc = (Ptar/Ctar)/median(Hsel) = Ph/Pm （4）
其中，Ptar为待测电站当日发电量，Ctar为待测电站装机容量，Hsel为筛选出的有效电站的满发小时数，Ph表示待测电站的满发小时数，Pm表示筛选出有效电站的满发小时数的中位数。
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