CN109742806B - 一种具有并行功率处理的换流器装置 - Google Patents

一种具有并行功率处理的换流器装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有并行功率处理的换流器装置,该换流器装置包括多个换流器、太阳能光伏板和控制系统,多个换流器之间相互并联,换流器的输入端与太阳能光伏板电连接,换流器的输出端与电网电连接,每个换流器支路上均设置有一个并离网开关,并离网开关均与控制系统电连接。该装置中每个换流器支路上都有一个并离网开关用来控制该换流器是否连入电网,通过控制换流器是否连入电网,从而控制每个连入电网的换流器的输出功率。

Description

一种具有并行功率处理的换流器装置
技术领域
本发明涉及电子电路领域,具体是一种具有并行功率处理的换流器装置。
背景技术
随着现代科技的进步和发展,现代社会电力的需求越来越大,太阳能光伏板发电作为一种新能源,不仅能够满足社会对于能源的需求,而且这种能源清洁无污染,减少化石燃料燃烧发电所产生的污染,因此太阳能光伏板发电的发展日益壮大,,太阳能光伏并网发电也成为光伏发电的主趋势。在太阳能光伏板发电的过程中,太阳能光伏板需要与换流器连接,然后再和电网连接,通过换流器将太阳能光伏板送出的电流转化为与电网频率、波形大小相同的电流。使用太阳能光伏板发电时,太阳能板光伏板会与多个换流器连接,每个换流器都会输出相同的功率,而换流器的输出功率低时,会导致该太阳能光伏板发电会产生严重的谐波失真,发电效率低,现有的换流器装置中,接入电网的换流器的个数不变,导致太阳能光伏板发电的输出功率小时,换流器的输出功率也变小,从而导致太阳能光伏板发电效率低,谐波失真严重。除此之外,太阳能板光伏发电受天气的影响很大,所以光伏并网对电网调度和稳定性有一定的挑战。
因此,申请人提出了一种能够控制多个换流器的实际功率输出,并且能够预测太阳能光伏发电板发电的输出功率的具有并行功率处理的换流器装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有并行功率处理的换流器装置,以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种具有并行功率处理的换流器装置,该换流器装置包括多个换流器、太阳能光伏板和控制系统,多个换流器之间相互并联,换流器的输入端与太阳能光伏板电连接,换流器的输出端与电网电连接,每个换流器支路上均设置有一个并离网开关,并离网开关均与控制系统电连接。
在上述技术方案中,该装置中每个换流器支路上都有一个并离网开关用来控制该换流器是否连入电网,通过控制换流器是否连入电网,从而控制每个连入电网的换流器的输出功率。
作为优选方案,分析处理换流器并离网的方法包括以下步骤:
1)处理模块利用基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法计算出预测天太阳能光伏板的输出功率P0
在该步骤中,处理模块先通过基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法来预测出当天太阳能光伏板的输出功率,然后电网能通过该预测的输出功率制定合理的发电计划,电网能够提前对电站进行调度,防止太阳能光伏发电对电网的稳定性产生影响。
2)设换流器的个数为n,每个换流器的额定输出功率为Pmin,最大输出功率为Pmax,输出功率P0对额定输出功率为Pmin分别求商和求余,所得的商值为a1,所得的余数为b1
3)设c1为额定功率评估系数,c2为最大功率评估系数,
①当b1=0时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1,控制并离网开关断开的个数为n-a1,每个换流器的实际输出功率为Pmin
②当0<b1<c1×Pmin时,当
Figure BDA0001987224620000031
时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1,并离网开关断开的个数为n-a1,每个换流器的实际输出功率为
Figure BDA0001987224620000032
Figure BDA0001987224620000033
时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1,并离网开关断开的个数为n-(a1+1),每个换流器的实际输出功率为
Figure BDA0001987224620000034
③当b>=c1×Pmin时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1,并离网开关断开的个数为n-(a1+1),每个换流器的实际输出功率为
Figure BDA0001987224620000035
在该步骤中,预测的太阳能光伏板的输出功率P0决定了并入电网的换流器的个数。要想太阳能光伏板发电的效率较高,同时谐波失真较低,换流器的输出功率应当尽可能的大,而每个换流器的结构是相同的,每个换流器的输出功率也是相同的,所以就必须控制一些换流器和电网连接,一些换流器和电网断开,从而每个并入电网的换流器的实际输出功率才尽可能大;每个换流器都有额定输出功率和最大输出功率,额定输出功率能够保证换流器的正常工作的最大功率,最大输出功率是换流器短时间内能通过的最大功率,所以在多个换流器工作的过程中,应当使得换流器的实际输出功率尽可能的接近或者等于额定输出功率,但是又要小于最大输出功率,根据这一点设定了额定功率评估系数c1,从而得到额定功率评估值c1×Pmin,当太阳能光伏板的输出功率P0对换流器的额定输出功率为Pmin求余的余数b1大于等于额定功率评估值c1×Pmin,令并离网开关闭合的个数为a1+1时,则并入电网的换流器的个数为a1+1时,这些并入电网的换流器并行时的功率为
Figure BDA0001987224620000041
也就是每个并入电网的换流器的实际输出功率
Figure BDA0001987224620000042
此时每个并入电网的换流器的实际输出功率虽然小于额定输出功率Pmin,但是实际输出功率与额定输出功率的差值非常的小,此时太阳能光伏板发电的效率相对较高,同时谐波失真相对较低;当求余的余数b1等于0时,直接令并离网开关闭合的个数为a1时,则并入电网的换流器的个数为a1,此时这些换流器的并行时的功率为Pmin,就是说每个接入电网的换流器的实际功率为Pmin,此时太阳能光伏板发电的效率较高,同时谐波失真较低;当求余的余数b1小于额定功率评估值c1×Pmin且不等于0时,需要再进一步的分类,看看当并入电网的换流器个数a1时,单个换流器实际输出功率减去单个换流器的额定功率之后的值
Figure BDA0001987224620000051
与最大功率评估值c2×Pmax之间的关系,如果这个值
Figure BDA0001987224620000052
小于等于最大功率评估值c2×Pmax,则令并离网开关闭合的个数为a1时,并入电网的换流器为a1,此时每个换流器的实际输出功率略超过额定输出功率,但远远小于最大输出功率时,换流器也能够长时间工作,并且此时太阳能光伏板发电的效率高,同时谐波失真低;如果这个值
Figure BDA0001987224620000053
大于最大功率评估值c2×Pmax,则表明开关闭合的个数为a1时,此时的实际输出功率长时间工作会损坏换流器,为了保护换流器不被损坏,选择牺牲一定的太阳能光伏板的发电效率和谐波失真,所以应当令开关控制模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1,每个并入电网的换流器的实际输出功率为
Figure BDA0001987224620000054
作为优选方案,基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法包括以下步骤:
1)固定设定一天当中的某个时间段为采集时间段,将采集时间段分隔成4个时间段T1,T2,T3,T4;
在这个步骤中,将采集时间段分隔成4个时间段,便于统计采集数据。
2)采集与预测天临近的过去D天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段辐射量,并组成一组段辐射量向量:
Od[Od(1),Od(2),Od(3),Od(4)],其中d=1...D;
3)采集与预测天临近的过去D天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段蒸发量,并组成一组段蒸发量:
Qd[Qd(1),Qd(2),Qd(3),Qd(4)],其中d=1...D;
4)采集与预测天临近的过去D天中每天太阳能光伏板的实际输出功率Pd,其中d=1...D;
5)从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量,组成一组段辐射量向量O0[O0(1),O0(2),O0(3),O0(4)];
6)从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量,组成一组段蒸发量Q0[Q0(1),Q0(2),Q0(3),Q0(4)];
7)分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段辐射量与预测天当中所对应的这四个时间段的段辐射量差的绝对值,则T1时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(1)-O0(1)|,T2时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(2)-O0(2)|,T3时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(3)-O0(3)|,T4时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(4)-O0(4)|;
8)分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段蒸发量与预测天当中所对应的这四个时间段的段蒸发量差的绝对值,则T1时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(1)-Q0(1)|,T2时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(2)-Q0(2)|,T3时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(3)-Q0(3)|,T4时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(4)-Q0(4)|;
9)对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量之差的绝对值加权,得到每天的辐射量评估值αd
则αd=e×|Od(1)-O0(1)|+f×|Od(2)-O0(2)|+g×|Od(3)-O0(3)|+h×|Od(4)-O0(4)|,其中,e+f+g+h=1,e,f,g,h,均大于0;
10)对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量之差的绝对值加权,得到每天的蒸发量评估值βd
则βd=r×|Qd(1)-Q0(1)|+s×|Qd(2)-Q0(2)|+u×|Qd(3)-Q0(3)|+v×|Qd(4)-Q0(4)|,其中,r+s+u+v=1,r,s,u,v,均大于0;
11)对每天的辐射量评估值αd和每天的蒸发量评估值βd进行加权,得到气象相似度评估值γd,则γd=j×αd+k×βd
其中,j+k=1,j,k均大于0;
上述步骤中,气象相似度评估值越低,表明气象相似度越高,即该天的气象与预测天的气象越相似。
12)将与预测天临近的过去D天中每一天的气象相似度评估值γd按照从小到大的顺序排序,并选取序列的前四个作为相似气象日,并对该四个相似气象日中太阳能光伏板的实际输出功率进行加权,则预测天的太阳能光伏板的预测输出功率P0=0.8×Pa+0.12×Pb+0.06×Pc+0.02×Pd
其中Pa为相似气象日中气象相似度评估值最小的太阳能光伏板的实际输出功率,Pb为相似气象日中气象相似度评估值第二小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pc气相似气象日中气象相似度评估值第三小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pd为相似气象日中气象相似度评估值第四小的太阳能光伏板的实际输出功率;
13)算法结束。
上述技术方案中,通过将预测天临近的过去D天中的辐射量和蒸发量与天气预报中的辐射量和蒸发量的进行气象相似度比较,排出气象相似度相似度最高日,气象相似度第二高日,气象相似度第三高日,气象相似度第四高日,然后对这四天所对应的太阳能光伏板的输出功率加权,得到预测天的太阳能光伏板的预测输出功率P0
作为优选方案,采集时间段为每天的6点到18点。
在上述技术方案中,将采集时间段为每天的6点到18点是因为太阳光在每天的6点到18点相对比较强烈,在其他时间产生的电能非常非常的少,可以达到几乎不计。
作为优选方案,T1,T2,T3,T4每个时间段的长度相等,T1,T2,T3,T4对应的时间段分别为6点到9点,9点到12点,12点到15点,15点到18点。
在上述技术方案中,四个时间段长度相等,便于控制系统进行运算处理。
作为优选方案,换流器装置还包括蓄电池,控制系统通过蓄电池供电。
在上述技术方案中,控制系统通过蓄电池来独立供电,即使到了夜晚时太阳能光伏板没有产生电能时,控制系统能通过蓄电池供电进行工作,采集处理当天的辐射量数据、蒸发量数据和输出功率数据等。
作为优选方案,D的取值为15。
在上述技术方案中,D的取值不够太大,如果太大的话会增加处理模块的运算量,时间太长,会导致天气的波动比较大,会导致预测的输出功率的精确度降低,D的取值不能够太小,如果太小的话,缺乏足够的样本来支撑预测的输出功率的准确性,所以将D取值为15。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明利用基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法计算出预测天太阳能光伏板的输出功率,从而有助与电网制定合理的发电计划,及时进行电站调度,保证了电网平稳运行。
2、本发明根据不同的太阳能光伏板的输出功率来决定并离网开关闭合的个数以及接入电网的换流器的个数,使得每个换流器的实际输出功率尽可能的大,尽可能的接近每个换流器的额定输出功率,使得这些换流器并行工作时的实际输出功率大,从而尽可能使太阳能光伏板发电效率较低,谐波失真较低。
附图说明
图1为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置的连接结构示意图;
图2为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置中分析处理换流器并离网的方法的流程示意图;
图3为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置中基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法示意图;
图4为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置的并入电网的换流器的个数的计算过程示意图;
图5为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置的控制系统的模块示意图;
图6为本发明一种具有并行功率处理的换流器装置的预测天的太阳能光伏板的预测输出功率的计算过程示意图。
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。
请参阅图1~6,本发明实施例中,一种具有并行功率处理的换流器装置,该换流器装置包括3个换流器、太阳能光伏板和控制系统,3个换流器之间相互并联,换流器的输入端与太阳能光伏板电连接,换流器的输出端与电网电连接,每个换流器支路上均设置有一个并离网开关,并离网开关均与控制系统电连接。
在上述技术方案中,该装置中每个换流器支路上都有一个并离网开关用来控制该换流器是否连入电网,通过控制换流器是否连入电网,从而控制每个连入电网的换流器的输出功率。
分析处理换流器并离网的方法包括以下步骤:
1)处理模块利用基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法计算出预测天太阳能光伏板的输出功率P0
在该步骤中,处理模块先通过基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法来预测出当天太阳能光伏板的输出功率,然后电网能通过该预测的输出功率制定合理的发电计划,电网能够提前对电站进行调度,防止太阳能光伏发电对电网的稳定性产生影响。
2)设每个换流器的额定输出功率为Pmin,最大输出功率为Pmax,输出功率P0对额定输出功率为Pmin分别求商和求余,所得的商值为a1,所得的余数为b1,额定功率评估系数为0.8,最大功率评估系数为0.1,
①当b1=0时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1,控制并离网开关断开的个数为3-a1,每个换流器的实际输出功率为Pmin
②当0<b1<0.8×Pmin时,当
Figure BDA0001987224620000111
时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1,并离网开关断开的个数为3-a1,每个换流器的实际输出功率为
Figure BDA0001987224620000121
Figure BDA0001987224620000122
时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1,并离网开关断开的个数为2-a1,每个换流器的实际输出功率为
Figure BDA0001987224620000123
③当b>=0.8×Pmin时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1,并离网开关断开的个数为2-a1,每个换流器的实际输出功率为
Figure BDA0001987224620000124
在该步骤中,预测的太阳能光伏板的输出功率P0决定了并入电网的换流器的个数。要想太阳能光伏板发电的效率较高,同时谐波失真较低,换流器的输出功率应当尽可能的大,而每个换流器的结构是相同的,每个换流器的输出功率也是相同的,所以就必须控制一些换流器和电网连接,一些换流器和电网断开,从而每个并入电网的换流器的实际输出功率才尽可能大;每个换流器都有额定输出功率和最大输出功率,额定输出功率能够保证换流器的正常工作的最大功率,最大输出功率是换流器短时间内能通过的最大功率,所以在多个换流器工作的过程中,应当使得换流器的实际输出功率尽可能的接近或者等于额定输出功率,但是又要小于最大输出功率,根据这一点设定了额定功率评估系数0.8,从而得到额定功率评估值为0.8×Pmin,当输出功率P0对额定输出功率为Pmin求余的余数b1大于等于额定功率评估值0.8×Pmin,令并离网开关闭合的个数为a1+1时,则并入电网的换流器的个数为a1+1时,这些并入电网的换流器并行时的功率为
Figure BDA0001987224620000131
也就是每个并入电网的换流器的实际输出功率
Figure BDA0001987224620000132
此时每个并入电网的换流器的实际输出功率虽然小于额定输出功率Pmin,但是实际输出功率与额定输出功率的差值非常的小,此时太阳能光伏板发电的效率相对较高,同时谐波失真相对较低;当求余的余数b1等于0时,直接令并离网开关闭合的个数为a1时,则并入电网的换流器的个数为a1,此时这些换流器的并行时的功率为Pmin,就是说每个接入电网的换流器的实际功率为Pmin,此时太阳能光伏板发电的效率较高,同时谐波失真较低;当求余的余数b1小于额定功率评估值0.8×Pmin且不等于0时,需要再进一步的分类,看看当并入电网的换流器个数a1时,单个换流器实际输出功率减去额定功率之后的值
Figure BDA0001987224620000136
与最大功率评估值0.1×Pmax之间的关系,如果这个值
Figure BDA0001987224620000137
小于等于最大功率评估值0.1×Pmax,则令并离网开关闭合的个数为a1时,并入电网的换流器为a1,此时每个换流器的实际输出功率略超过额定输出功率,但远远小于最大输出功率时,换流器也能够长时间工作,并且此时太阳能光伏板发电的效率高,同时谐波失真低;如果这个值
Figure BDA0001987224620000135
大于最大功率评估值0.1×Pmax,则表明开关闭合的个数为a1时,此时的实际输出功率长时间工作会损坏换流器,为了保护换流器不被损坏,选择牺牲一定的太阳能光伏板的发电效率和谐波失真,所以应当令开关控制模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1,每个并入电网的换流器的实际输出功率为
Figure BDA0001987224620000141
基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法包括以下步骤:
1)固定设定一天当中的某个时间段为采集时间段,将采集时间段分隔成4个时间段T1,T2,T3,T4;
在这个步骤中,将采集时间段分隔成4个时间段,便于统计采集数据。
2)处理模块采集与预测天临近的过去15天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段辐射量,并组成一组段辐射量向量:
Od[Od(1),Od(2),Od(3),Od(4)],其中d=1...15;
3)处理模块采集与预测天临近的过去D天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段蒸发量,并组成一组段蒸发量:
Qd[Qd(1),Qd(2),Qd(3),Qd(4)],其中d=1...15;
4)处理模块采集与预测天临近的过去D天中每天太阳能光伏板的实际输出功率Pd,其中d=1...15;
5)处理模块从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量,组成一组段辐射量向量O0[O0(1),O0(2),O0(3),O0(4)];
6)处理模块从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量,组成一组段蒸发量Q0[Q0(1),Q0(2),Q0(3),Q0(4)];
7)处理模块分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段辐射量与预测天当中所对应的这四个时间段的段辐射量差的绝对值,则T1时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(1)-O0(1)|,T2时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(2)-O0(2)|,T3时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(3)-O0(3)|,T4时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(4)-O0(4)|;
8)处理模块分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段蒸发量与预测天当中所对应的这四个时间段的段蒸发量差的绝对值,则T1时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(1)-Q0(1)|,T2时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(2)-Q0(2)|,T3时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(3)-Q0(3)|,T4时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(4)-Q0(4)|;
9)处理模块对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量之差的绝对值加权,得到每天的辐射量评估值αd,则
αd=0.2×|Od(1)-O0(1)|+0.3×|Od(2)-O0(2)|+0.3×|Od(3)-O0(3)|+0.2×|Od(4)-O0(4)|
10)处理模块对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量之差的绝对值加权,得到每天的蒸发量评估值βd
βd=0.1×|Qd(1)-Q0(1)|+0.4×|Qd(2)-Q0(2)|+0.4×|Qd(3)-Q0(3)|+0.1×|Qd(4)-Q0(4)|
11)处理模块对每天的辐射量评估值αd和每天的蒸发量评估值βd进行加权,得到气象相似度评估值γd,则γd=0.6×αd+0.4×βd
上述步骤中,气象相似度评估值越低,表明气象相似度越高,即该天的气象与预测天的气象越相似。
12)处理模块将与预测天临近的过去D天中每一天的气象相似度评估值γd按照从小到大的顺序排序,并选取序列的前四个作为相似气象日,并对该四个相似气象日中太阳能光伏板的实际输出功率进行加权,则预测天的太阳能光伏板的预测输出功率P0=0.8×Pa+0.12×Pb+0.06×Pc+0.02×Pd
其中Pa为相似气象日中气象相似度评估值最小的太阳能光伏板的实际输出功率,Pb为相似气象日中气象相似度评估值第二小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pc气相似气象日中气象相似度评估值第三小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pd为相似气象日中气象相似度评估值第四小的太阳能光伏板的实际输出功率;
13)算法结束。
上述技术方案中,通过将预测天临近的过去D天中的辐射量和蒸发量与天气预报中的辐射量和蒸发量的进行气象相似度比较,排出气象相似度相似度最高日,气象相似度第二高日,气象相似度第三高日,气象相似度第四高日,然后对这四天所对应的太阳能光伏板的输出功率加权,得到预测天的太阳能光伏板的预测输出功率。
采集时间段为每天的6点到18点。
在上述技术方案中,将采集时间段为每天的6点到18点是因为太阳光在每天的6点到18点相对比较强烈,在其他时间产生的电能非常非常的少,可以达到几乎不计。
T1,T2,T3,T4每个时间段的长度相等,T1,T2,T3,T4对应的时间段分别为6点到9点,9点到12点,12点到15点,15点到18点。
在上述技术方案中,四个时间段长度相等,便于控制系统进行运算处理。
换流器装置还包括蓄电池,控制系统通过蓄电池供电。
在上述技术方案中,控制系统通过蓄电池来独立供电,即使到了夜晚时太阳能光伏板没有产生电能时,控制系统能通过蓄电池供电进行工作,采集处理当天的辐射量数据、蒸发量数据和输出功率数据等。
D的取值为15。
在上述技术方案中,D的取值不够太大,如果太大的话会增加处理模块的运算量,时间太长,会导致天气的波动比较大,会导致预测的输出功率的精确度降低,D的取值不能够太小,如果太小的话,缺乏足够的样本来支撑预测的输出功率的准确性,所以将D取值为15。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种具有并行功率处理的换流器装置,其特征在于:所述换流器装置包括多个换流器、太阳能光伏板和控制系统,所述多个换流器之间相互并联,所述换流器的输入端与太阳能光伏板电连接,所述换流器的输出端与电网电连接,所述每个换流器支路上均设置有一个并离网开关,所述并离网开关均与控制系统电连接;
所述控制系统包括处理模块和开关模块,所述处理模块与开关模块之间信号连接,所述处理模块包括分析处理换流器并离网的方法,所述开关模块包括用于控制每个换流器所对应的并离网开关的闭合与断开,所述开关模块与并离网开关电连接;
所述分析处理换流器并离网的方法包括以下步骤:
1)处理模块利用基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法计算出预测天太阳能光伏板的输出功率P0
2)设换流器的个数为n,每个换流器的额定输出功率为Pmin,最大输出功率为Pmax,输出功率P0对额定输出功率为Pmin分别求商和求余,所得的商值为a1,所得的余数为b1
3)设c1为额定功率评估系数,c2为最大功率评估系数,
①当b1=0时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1,控制并离网开关断开的个数为n-a1,每个换流器的实际输出功率为Pmin
②当0<b1<c1×Pmin时,当
Figure FDA0002636728480000011
时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1,并离网开关断开的个数为n-a1,每个换流器的实际输出功率为
Figure FDA0002636728480000012
Figure FDA0002636728480000013
时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1,并离网开关断开的个数为n-(a1+1),每个换流器的实际输出功率为
Figure FDA0002636728480000021
③当b>=c1×Pmin时,开关模块控制并离网开关闭合的个数为a1+1,并离网开关断开的个数为n-(a1+1),每个换流器的实际输出功率为
Figure FDA0002636728480000022
2.根据权利要求1所述的一种具有并行功率处理的换流器装置,其特征在于:所述基于相似气象日的太阳能光伏板的输出功率的预测算法包括以下步骤:
固定设定一天当中的某个时间段为采集时间段,将采集时间段分隔成4个时间段T1,T2,T3,T4;
采集与预测天临近的过去D天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段辐射量,并组成一组段辐射量向量:
Od[Od(1),Od(2),Od(3),Od(4)],其中d=1...D;
采集与预测天临近的过去D天中T1,T2,T3,T4这四个时间段的每个时间段的段蒸发量,并组成一组段蒸发量:
Qd[Qd(1),Qd(2),Qd(3),Qd(4)],其中d=1...D;
采集与预测天临近的过去D天中每天太阳能光伏板的实际输出功率Pd,其中d=1...D;
从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量,组成一组段辐射量向量O0[O0(1),O0(2),O0(3),O0(4)];
从气象预报当中获取预测天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量,组成一组段蒸发量Q0[Q0(1),Q0(2),Q0(3),Q0(4)];
分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段辐射量与预测天当中所对应的这四个时间段的段辐射量差的绝对值,则T1时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(1)-O0(1)|,T2时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(2)-O0(2)|,T3时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(3)-O0(3)|,T4时间段所对应的段辐射量差的绝对值为|Od(4)-O0(4)|;
分别计算与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4这四个时间段的段蒸发量与预测天当中所对应的这四个时间段的段蒸发量差的绝对值,则T1时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(1)-Q0(1)|,T2时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(2)-Q0(2)|,T3时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(3)-Q0(3)|,T4时间段所对应的段蒸发量差的绝对值为|Qd(4)-Q0(4)|;
对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段辐射量之差的绝对值加权,得到每天的辐射量评估值αd,则
αd=e×|Od(1)-O0(1)|+f×|Od(2)-O0(2)|+g×|Od(3)-O0(3)|+h×|Od(4)-O0(4)|,其中,e+f+g+h=1,e,f,g,h,均大于0;
对与预测天临近的过去D天中每一天T1,T2,T3,T4每个时间段的段蒸发量之差的绝对值加权,得到每天的蒸发量评估值βd,则
βd=r×|Qd(1)-Q0(1)|+s×|Qd(2)-Q0(2)|+u×|Qd(3)-Q0(3)|+v×|Qd(4)-Q0(4)|,其中,r+s+u+v=1,r,s,u,v,均大于0;
对每天的辐射量评估值αd和每天的蒸发量评估值βd进行加权,得到气象相似度评估值γd,则γd=j×αd+k×βd,其中,j+k=1,j,k均大于0;
将与预测天临近的过去D天中每一天的气象相似度评估值γd按照从小到大的顺序排序,并选取序列的前四个作为相似气象日,并对该四个相似气象日中太阳能光伏板的实际输出功率进行加权,则预测天的太阳能光伏板的预测输出功率P0=0.8×Pa+0.12×Pb+0.06×Pc+0.02×Pd
其中Pa为相似气象日中气象相似度评估值最小的太阳能光伏板的实际输出功率,Pb为相似气象日中气象相似度评估值第二小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pc气相似气象日中气象相似度评估值第三小的太阳能光伏板的实际输出功率、Pd为相似气象日中气象相似度评估值第四小的太阳能光伏板的实际输出功率;
13)算法结束。
3.根据权利要求2所述的一种具有并行功率处理的换流器装置,其特征在于:所述采集时间段为每天的6点到18点。
4.根据权利要求3所述的一种具有并行功率处理的换流器装置,其特征在于:所述T1,T2,T3,T4每个时间段的长度相等,所述T1,T2,T3,T4对应的时间段分别为6点到9点,9点到12点,12点到15点,15点到18点。
5.根据权利要求4所述的一种具有并行功率处理的换流器装置,其特征在于:所述换流器装置还包括蓄电池,所述控制系统通过蓄电池供电。
6.根据权利要求5所述的一种具有并行功率处理的换流器装置,其特征在于:所述D的取值为15。
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