CN110322108A - 面向绿色资产评估的光伏系统实时健康度评价方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种面向绿色资产评估的光伏系统实时健康度评价方法和系统，其包括设置实时采集周期t；每隔时间t：实时采集光伏组件平行表面的入射阳光辐照度值、光伏组件背板温度；实时采集光伏发电系统输出功率；通过算法实时计算和存储光伏发电系统整体健康度。本发明还提供一种光伏发电系统实时健康度评价系统。本发明的方法和系统可以实时显示健康度值，该值不受安装容量、气候环境、安装地点和安装方式影响，能够直接反应并记录光伏发电系统的健康度，提升以光伏发电系统为主要构成的绿色资产评估的效率和准确性。
Description
技术领域
本发明属于绿色资产评估和新能源光伏测试领域，具体涉及一种面向绿色资产评估的光伏系统实时健康度评价方法和系统。
背景技术
作为重要的绿色资产，光伏发电系统在并购交易的评估过程中，针对技术尽调和经济评价环节，缺乏统一的工作流程和要求，存在一系列技术瓶颈，降低了绿色资产评估的效率和准确性，体现在：
（1）历史测算数据不足，交易参数与实际运营状况存在偏差；
（2）交易前期，技术风险把控不到位，易出现高估或低估资产价值情况；
（3）资产运营期，缺乏有效的实时评价手段，降低经济收益。
光伏发电系统的发电量和经济收益影响因素较多：外部因素包括太阳辐照度、风速、湿度、温度、纬度等气候条件；内部因素包括：光伏组件、逆变器、汇流箱、变压器、配电柜等关键器件的质量状况、线缆损耗、光伏阵列串并联及温升损失。为表述方便，本发明将光伏发电系统的内部因素统一表述为系统健康度，这一指标的维持主要依赖于系统的关键部件状态和日常运维活动。
现有类似技术是通过光伏发电系统各环节损耗来估算光伏电站的综合转换效率（中国专利CN201410301916和CN201510946332.3），是基于月度或年度统计指标，代表的是历史数据统计值，存在的不足有：
（1）直接统计的发电量受外部因素和健康度共同影响，无法作为并网系统是否健康的直接判定依据；
（2）历史发电量具有滞后性，滞后时间1周~1年不等，即使发现发电量异常，已造成了经济损失；且无法对运维光伏发电系统的运维活动提供实时指导。
发明内容
为解决上述问题，提升绿色资产评估效率和准确性，本发明提供一种面向绿色资产评估的光伏系统实时健康度评价方法和系统，能够实时评估、记录和显示健康度值。
一种面向绿色资产评估的光伏系统实时健康度评价方法，包括：
S1、设置实时采集周期t；
S2、每隔时间t：实时采集参数，参数包括光伏组件平行表面的入射阳光辐照度值、光伏组件背板温度、光伏发电系统输出功率；
S3、计算光伏发电系统整体健康度
其中，
H：光伏发电系统实时健康度，用百分比表示，无量纲；
Pout：光伏发电系统输出功率，单位：kW；
P0：光伏发电系统装机容量，单位：kW；
δ：光伏发电系统使用的光伏组件输出功率温度系数，单位： %/℃；
Trel：光伏组件背板实时温度，单位：℃；
Tstc：光伏组件标准测试条件下的温度，单位：℃；
Erel：光伏组件平行表面的入射辐照度值，单位：W/m2；
Estc：光伏组件标准测试条件下的辐照度值，单位：W/m2。
按上述方法，所述Tstc依据国际IEC标准，取固定值25℃。
按上述方法，所述Estc依据国际IEC标准，取固定值1000W/m2。
按上述方法，设置实时采集周期t，每隔时间t采集一次参数。
按上述方法，所述周期t为5~10s。
一种面向绿色资产评估的光伏系统实时健康度评价系统，其包括：
数据采集模块，用于实时采集光伏组件平行表面的入射辐照度值、光伏组件背板温度以及光伏发电系统输出功率；
计算模块，用于计算光伏发电系统整体健康度
其中，H：光伏发电系统实时健康度，用百分比表示，无量纲；
Pout：光伏发电系统输出功率，单位：kW；
P0：光伏发电系统装机容量，单位：kW；
δ：光伏发电系统使用的光伏组件输出功率温度系数，单位： %/℃；
Trel：光伏组件背板实时温度，单位：℃；
Tstc：光伏组件标准测试条件下的温度，单位：℃；
Erel：光伏组件平行表面的入射辐照度值，单位：W/m2；
Estc：光伏组件标准测试条件下的辐照度值，单位：W/m2。
按上述系统，本系统还包括设置模块，其用于设置数据采集模块的实时采集周期t；计算模块的处理间隔大于数据采集模块的采样间隔。
按上述系统，计算模块的处理间隔是可调节的。
按上述系统，还包括显示模块，所述显示模块用于实时显示健康度。
按上述系统，所述周期t为5~10s。
本发明提供一种方法，能够实时评估、记录和显示光伏发电系统的健康度，一旦系统出现任何内部质量问题，能够立刻发出报警，提醒运维人员进行故障排查和消缺，有效降低经济损失。此外，电站长期的健康度记录，能够反应光伏发电系统的长期稳定性和运维的质量，提升以光伏发电系统为主要构成的绿色资产评估的准确性和效率。
本发明提供一种系统，能够实时评估、记录和显示光伏并网系统的健康度，其优点有：
健康度指标与外部因素（如辐照度、温度等）变化无关，但一旦内部因素出问题（如光伏组件损坏、线缆连接故障、灰尘遮挡），健康度实时下降，提醒运维人员进行故障检查和消缺活动，降低经济损失；
长期的健康度记录，能够间接反应光伏发电系统的长期稳定性和运维的质量，有助于提升绿色资产评估的准确性和效率。
附图说明
图1为本发明的数据处理结构图。
图2为本发明的健康度监控系统结构图。
图3为本发明的系统监控度值变化图。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
本发明提供一种面向绿色资产评估的光伏系统实时健康度评价方法和系统，如图1所示，设置模块，其用于设置实时采集周期t；
传感器数据采集模块，其用于实时采集光伏平行表面的入射辐照度值、光伏组件背板温度以及光伏发电系统输出功率；
计算模块，其通过公式计算光伏发电系统整体健康度:
其中，H：光伏发电系统实时健康度，用百分比表示，无量纲；
Pout：光伏发电系统输出功率，单位：kW；
P0：光伏发电系统装机容量，单位：kW；
δ：光伏发电系统使用的光伏组件输出功率温度系数，单位： %/℃；
Trel：光伏组件背板实时温度，单位：℃；
Tstc：光伏组件标准测试条件下的温度，单位：℃；
Erel：光伏组件平行表面的入射辐照度值，单位：W/m2；
Estc：光伏组件标准测试条件下的辐照度值，单位：W/m2。
优选的，所述数据处理间隔大于传感器数据采集模块的采样间隔。系统还包括显示模块，所述显示模块用于实时显示健康度。
参见图2所示，在新能源发电系统端，阳光照射到太阳能发电板上，太阳能发电板发电，并通过电能传输转换装置进行电网并网点，并传输上网。
在健康度实时监控系统端，采集太阳能发电板和电网并网点处的原始数据；接着对原始数据进行存储和采样。通过实时算法进行健康度的计算，并实时显示和预警。
参见图3所示，针对上述方法，搭建了一个小型的2kW的光伏系统。通过对此系统实时数据以及气象信息的采集，运用上文的推算方法，推算出其各时间点的健康度H值。从图中可知，在采集的时间区间内，系统健康度H的值以0.6~0.7之间波动较为频繁，大部分数据在0.7左右。在0.4~0.6范围内有着较大波动，通过对波动较大的实时IV数据进行分析，发现系统的最大功率点电流发生了瞬时突变，数据偏小，说明该系统的健康度出现了问题，不能稳定运行，需要进行维护。
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。
Claims (10)
1.一种面向绿色资产评估的光伏系统实时健康度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设置实时采集周期t；
S2、每隔时间t：实时采集光伏组件平行表面的入射阳光辐照度值、光伏组件背板温度、光伏发电系统输出功率；
S3、用算法计算光伏发电系统实时健康度：
其中，H：光伏发电系统实时健康度，用百分比表示，无量纲；
Pout：光伏发电系统输出功率，单位：kW；
P0：光伏发电系统装机容量，单位：kW；
δ：光伏发电系统使用的光伏组件输出功率温度系数，单位： %/℃；
Trel：光伏组件背板实时温度，单位：℃；
Tstc：光伏组件标准测试条件下的温度，单位：℃；
Erel：光伏组件平行表面的入射阳光辐照度值，单位：W/m2；
Estc：光伏组件标准测试条件下的辐照度值，单位：W/m2。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Tstc依据国际IEC标准，取固定值25℃。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Estc依据国际IEC标准，取固定值1000W/m2。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设置实时采集周期t，每隔时间t采集一次参数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述周期t为5~10s。
6.一种面向绿色资产评估的光伏系统实时健康度评价系统，其包括：
数据采集模块，用于实时采集光伏组件平行表面的入射阳光辐照度值、光伏组件背板温度以及光伏发电系统输出功率；
计算模块，用于计算光伏发电系统整体健康度
其中，H：光伏发电系统实时健康度，用百分比表示，无量纲；
Pout：光伏发电系统输出功率，单位：kW；
P0：光伏发电系统装机容量，单位：kW；
δ：光伏发电系统使用的光伏组件输出功率温度系数，单位： %/℃；
Trel：光伏组件背板实时温度，单位：℃；
Tstc：光伏组件标准测试条件下的温度，单位：℃；
Erel：光伏组件平行表面的入射阳光辐照度值，单位：W/m2；
Estc：光伏组件标准测试条件下的辐照度值，单位：W/m2。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，本系统还包括设置模块，其用于设置数据采集模块的实时采集周期t；计算模块的处理间隔可调，且大于数据采集模块的采样间隔。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，数据采集模块的阳光辐照度测试仪的安装时，平行于光伏组件安装表面，以保证测试结果是光伏组件平行表面的入射辐照度值。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块用于实时显示健康度。
10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述周期t为1~5s。
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