CN113567739A - 一种光伏电站发电受限状态实时检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电站发电受限状态实时检测方法及系统，包括：获取环境监测仪的实时辐照度和温度，以及所有逆变器的实时数据，包括额定容量、有功功率、运行状态、是否为样板逆变器；根据所有逆变器的实时数据，计算光伏电站实际开机容量以及逆变器有功之和；根据所有样板逆变器的实时数据和光伏电站实际开机容量计算样板法可用发电功率TP1；根据环境监测仪的实时辐照度和温度，计算气象数据外推法可用发电功率TP2；根据TP1和TP2的大小进行差异化处理，结合逆变器有功之和确定光伏电站发电是否受限的实时状态。优点：无需外部数据支持，分析光伏电站运行数据，实时智能识别发电是否受限，提高光伏电站运行和维护的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏电站发电受限状态实时检测方法及系统，属于新能源发电监控技术领域。
背景技术
进入21世纪后，随着光伏产业的不断发展，光伏电站建设速度不断加快，新增装机稳步增长，我国光伏发电规模已经位居全球第一。
同时，和光伏建设速度相比，电网配套设施建设相对滞后，峰值容量不足和消纳水平有限，导致部分季节特定时段光伏弃光限电现象严重。消纳波动的光伏发电，成为光伏产业发展的核心问题。实时检测光伏电站发电受限状态，提高光伏发电消纳水平，对发电企业来说，有利于增加发电量，提高光伏电站的经济收益；对电网系统来说，有利于提高清洁能源利用率，增加社会效益。
现有的检测光伏电站发电是否受限的方法，第一种是根据历史数据建立实际出力和辐照度的关系模型，筛选限电时刻；第二种是计算理论功率，比较理论功率和实际出力，判断发电是否受限；第三种是比较调度计划值和实际出力，判断发电是否受限。这三种方法存在下述缺陷：（1）根据历史数据建立模型筛选限电时刻的方法实时性差，模型频繁变动，没有考虑实际开机容量的影响；（2）当环境监测仪或样板逆变器数据异常，以及逆变器停机、检修或故障时，理论功率无法计算或数据失真，容易误判限电状态；（3）当光伏电站和调度侧通讯异常时，无法获取外部提供的调度计划值，导致光伏电站无法判别发电是否受限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种光伏电站发电受限状态实时检测方法及系统，通过分析光伏电站实时运行数据，智能感知当前时刻光伏电站发电是否受限。
为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏电站发电受限状态实时检测方法，包括：
获取环境监测仪的实时辐照度和温度，以及所有逆变器的实时数据，包括额定容量、有功功率、运行状态、是否为样板逆变器；
根据所有逆变器的实时数据，计算光伏电站实际开机容量以及逆变器有功之和；
根据所有样板逆变器的实时数据和光伏电站实际开机容量计算样板法可用发电功率TP1；
根据环境监测仪的实时辐照度和温度，计算气象数据外推法可用发电功率TP2；
根据TP1和TP2的大小进行差异化处理，结合逆变器有功之和确定光伏电站发电是否受限的实时状态。
进一步的，所述获取环境监测仪的实时辐照度和温度，以及所有逆变器的实时数据获取数据的周期是1分钟，在每分钟0秒时刻获取所述所有数据的瞬时值。
进一步的，所述根据所有逆变器的实时数据，计算光伏电站实际开机容量以及逆变器有功之和的过程包括：
根据所有逆变器的运行状态的遥信值，确定所有处于正常运行状态的逆变器；
对于每台处于正常运行状态的逆变器，当有功功率大于预设阈值时，计入开机运行逆变器，将所有开机运行逆变器的额定容量相加，得到实际开机容量；将所有处于正常运行状态的逆变器的有功功率相加，得到逆变器有功之和。
进一步的，所述根据所有样板逆变器的实时数据，计算样板法可用发电功率TP1的过程包括：
根据所有样板逆变器的运行状态的遥信值以及有功功率的值，确定所有处于正常运行状态的样板逆变器；
如果不存在处于正常运行状态的样板逆变器，记样板法可用发电功率TP1=-99MW；
如果存在处于正常运行状态的样板逆变器，结合计算的光伏电站实际开机容量，求得样板法可用发电功率TP1。
进一步的，所述根据环境监测仪的实时辐照度和温度，计算气象数据外推法可用发电功率TP2的过程包括：
根据环境监测仪的实时辐照度和温度，判断是否存在异常值：
如果实时辐照度或温度异常，记气象数据外推法可用发电功率TP2=-99MW；
如果实时辐照度和温度正常，结合计算的光伏电站实际开机容量，求得气象数据外推法可用发电功率TP2。
进一步的，所述根据TP1和TP2的大小进行差异化处理，结合逆变器有功之和确定得到光伏电站发电是否受限的实时状态的过程包括：
当TP1和TP2均大于预设阈值时，如果P/TP1+P/TP2小于预设阈值，判定光伏电站此时发电受限；否则，判定光伏电站此时发电不受限；P为逆变器有功之和；
当TP1大于预设阈值且TP2小于预设阈值时，如果P/TP1小于预设阈值，判定光伏电站此时发电受限；否则，判定光伏电站此时发电不受限；
当TP2大于预设阈值且TP1小于预设阈值时，如果P/TP2小于预设阈值，判定光伏电站此时发电受限；否则，判定光伏电站此时发电不受限；
当TP1和TP2均小于预设阈值时，判定光伏电站此时发电不受限。
一种光伏电站发电受限状态实时检测系统，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行所述的方法中的任一方法的指令。
本发明所达到的有益效果：
本发明提供的检测方法和系统，无需外部数据支持，只需要分析光伏电站实时运行数据，就可以完成实时智能识别光伏电站发电受限状态，可以加强光伏电站的监控和管理，提高光伏电站运行和维护的效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种光伏电站发电受限状态实时检测方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种光伏电站发电受限状态实时检测方法计算机程序的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，为本申请实施例提供的一种光伏电站发电受限状态实时检测方法，包括如下步骤：
S1：获取环境监测仪的实时辐照度和温度，以及所有逆变器的实时数据，包括额定容量、有功功率、运行状态、是否为样板逆变器。
S2：根据所有逆变器的实时数据，计算光伏电站实际开机容量和逆变器有功之和P。
S3：根据所有样板逆变器的实时数据，结合计算的光伏电站实际开机容量，计算样板法可用发电功率TP1。
S4：根据环境监测仪的辐照度和温度实时数据，结合计算的光伏电站实际开机容量，计算气象数据外推法可用发电功率TP2。
S5：根据TP1和TP2的大小进行差异化处理，结合逆变器有功之和P，获得光伏电站发电是否受限的实时状态。
优选的实施例，上述步骤S1中，获取环境监测仪实时辐照度和温度以及所有逆变器实时数据的周期是1分钟，在每分钟0秒时刻获取所述所有数据的瞬时值。
判断12:00是否处于发电受限状态时，在12时0分0秒，获取所述所有气象要素或电气量的瞬时值。
优选的实施例，上述步骤S2具体包括：
根据所有逆变器的运行状态遥信值，选出所有处于正常运行状态的逆变器。
对于每台处于正常运行状态的逆变器，当有功功率大于0.2kW时，计入开机运行逆变器。将所有开机运行逆变器的额定容量求和，得到实际开机容量。
将所有处于正常运行状态的逆变器的有功功率相加，得到逆变器有功之和。
本实施例中，计算得出光伏电站12:00时刻的实际开机容量是40MW，逆变器有功之和P是18MW。
优选的实施例，上述步骤S3具体包括：
根据所有逆变器的是否样板逆变器和运行状态遥信值以及有功功率值，选出所有处于正常运行的样板逆变器；
如果不存在处于正常运行状态的样板逆变器，记样板法可用发电功率TP1=-99MW；
如果存在处于正常运行状态的样板逆变器，结合步骤（2）计算的实际开机容量，根据《光伏理论发电功率及受阻电量计算方法》，求得样板法可用发电功率TP1。
本实施例中，12:00时刻光伏电站的样板逆变器有功之和是3MW，样板逆变器额定容量之和是4MW，求得样板法可用发电功率TP1是30MW。
优选的实施例，上述步骤S4具体包括：
根据环境监测仪的辐照度和温度实时数据，判断是否存在异常值；
如果辐照度或温度实时数据异常，记气象外推法可用发电功率TP2=-99MW；
如果辐照度和温度实时数据正常，结合步骤（2）计算的实际开机容量，根据《光伏理论发电功率及受阻电量计算方法》，求得气象外推法可用发电功率TP2。
本实施例中，12:00时刻光伏电站的温度是35摄氏度，水平辐照度是900瓦每平方米，结合此时实际开机容量是40MW以及逆变器参数等，求得气象外推法可用发电功率TP2是36MW。
优选的实施例，上述步骤S5具体包括：
当TP1和TP2均大于1MW时：如果P/TP1+P/TP2小于1.45，判定光伏电站此时发电受限；否则，判定光伏电站此时发电不受限。
当TP1大于1MW且TP2小于1MW时：如果P/TP1小于0.75，判定光伏电站此时发电受限；否则，光伏电站此时发电不受限。
当TP2大于1MW且TP1小于1MW时：如果P/TP2小于0.7，判定光伏电站此时发电受限；否则，光伏电站此时发电不受限。
当TP1和TP2均小于1MW时，光伏电站此时发电不受限。
本实施例中，12:00时刻逆变器有功之和P是18MW，样板法可用发电功率TP1是30MW，气象外推法可用发电功率TP2是36MW，P/TP1+P/TP2等于1.1，小于预设阈值1.45，此时判定光伏电站处于发电受限状态。
如图2所示为本发明提供的一种光伏电站发电受限状态实时检测方法的计算机执行流程图，详细步骤如下：
步骤（1）每分钟0秒获取一次环境监测仪的实时辐照度和温度，以及所有逆变器的实时数据，包括额定容量、有功功率、运行状态、是否为样板逆变器；
步骤（2）根据所有逆变器的实时数据，计算光伏电站实际开机容量以及逆变器有功之和P；
根据所有逆变器的运行状态遥信值，选出所有处于正常运行状态的逆变器。
对于每台处于正常运行状态的逆变器，当有功功率大于0.2kW时，计入开机运行逆变器。将所有开机运行逆变器的额定容量求和，得到实际开机容量。
将所有处于正常运行状态的逆变器的有功功率相加，得到逆变器有功之和。
步骤（3）根据所有样板逆变器的实时数据，计算样板法可用发电功率TP1；
根据所有逆变器的是否样板逆变器和运行状态遥信值以及有功功率值，选出所有处于正常运行的样板逆变器。
如果不存在处于正常运行状态的样板逆变器，记样板法可用发电功率TP1=-99MW；
如果存在处于正常运行状态的样板逆变器，结合步骤（2）计算的光伏电站实际开机容量，根据《光伏理论发电功率及受阻电量计算方法》，求得样板法可用发电功率TP1。
步骤（4）根据环境监测仪的辐照度和温度实时数据，计算气象数据外推法可用发电功率TP2；
根据环境监测仪的辐照度和温度实时数据，判断是否存在异常值。
如果辐照度或温度实时数据异常，记气象外推法可用发电功率TP2=-99MW；
如果辐照度和温度实时数据正常，结合步骤（2）计算的光伏电站实际开机容量，根据《光伏理论发电功率及受阻电量计算方法》，求得气象外推法可用发电功率TP2。
步骤（5）根据TP1和TP2的大小进行差异化处理，结合逆变器有功之和P，获得光伏电站发电是否受限的实时状态。
当TP1和TP2均大于1MW时：如果P/TP1+P/TP2小于1.45，判定光伏电站此时发电受限；否则，光伏电站此时发电不受限。
当TP1大于1MW且TP2小于1MW时：如果P/TP1小于0.75，判定光伏电站此时发电受限；否则，光伏电站此时发电不受限。
当TP2大于1MW且TP1小于1MW时：如果P/TP2小于0.7，判定光伏电站此时发电受限；否则，光伏电站此时发电不受限。
当TP1和TP2均小于1MW时，光伏电站此时发电不受限。
本发明实施例还提供了一种光伏电站发电受限状态实时检测系统，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有程序，所述程序能够被所述处理器加载执行前述方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种光伏电站发电受限状态实时检测方法，其特征在于，包括：
获取环境监测仪的实时辐照度和温度，以及所有逆变器的实时数据，包括额定容量、有功功率、运行状态、是否为样板逆变器；
根据所有逆变器的实时数据，计算光伏电站实际开机容量以及逆变器有功之和；
根据所有样板逆变器的实时数据和光伏电站实际开机容量计算样板法可用发电功率TP1；
根据环境监测仪的实时辐照度和温度，计算气象数据外推法可用发电功率TP2；
根据TP1和TP2的大小进行差异化处理，结合逆变器有功之和确定光伏电站发电是否受限的实时状态。
2.根据权利要求1所述的光伏电站发电受限状态实时检测方法，其特征在于，所述获取环境监测仪的实时辐照度和温度，以及所有逆变器的实时数据获取数据的周期是1分钟，在每分钟0秒时刻获取所述所有数据的瞬时值。
3.根据权利要求1所述的光伏电站发电受限状态实时检测方法，其特征在于，所述根据所有逆变器的实时数据，计算光伏电站实际开机容量以及逆变器有功之和的过程包括：
根据所有逆变器的运行状态的遥信值，确定所有处于正常运行状态的逆变器；
对于每台处于正常运行状态的逆变器，当有功功率大于预设阈值时，计入开机运行逆变器，将所有开机运行逆变器的额定容量相加，得到实际开机容量；将所有处于正常运行状态的逆变器的有功功率相加，得到逆变器有功之和。
4.根据权利要求1所述的光伏电站发电受限状态实时检测方法，其特征在于，所述根据所有样板逆变器的实时数据，计算样板法可用发电功率TP1的过程包括：
根据所有样板逆变器的运行状态的遥信值以及有功功率的值，确定所有处于正常运行状态的样板逆变器；
如果不存在处于正常运行状态的样板逆变器，记样板法可用发电功率TP1=-99MW；
如果存在处于正常运行状态的样板逆变器，结合计算的光伏电站实际开机容量，求得样板法可用发电功率TP1。
5.根据权利要求1所述的光伏电站发电受限状态实时检测方法，其特征在于，所述根据环境监测仪的实时辐照度和温度，计算气象数据外推法可用发电功率TP2的过程包括：
根据环境监测仪的实时辐照度和温度，判断是否存在异常值：
如果实时辐照度或温度异常，记气象数据外推法可用发电功率TP2=-99MW；
如果实时辐照度和温度正常，结合计算的光伏电站实际开机容量，求得气象数据外推法可用发电功率TP2。
6.根据权利要求1所述的光伏电站发电受限状态实时检测方法，其特征在于，所述根据TP1和TP2的大小进行差异化处理，结合逆变器有功之和确定得到光伏电站发电是否受限的实时状态的过程包括：
当TP1和TP2均大于预设阈值时，如果P/TP1+P/TP2小于预设阈值，判定光伏电站此时发电受限；否则，判定光伏电站此时发电不受限；P为逆变器有功之和；
当TP1大于预设阈值且TP2小于预设阈值时，如果P/TP1小于预设阈值，判定光伏电站此时发电受限；否则，判定光伏电站此时发电不受限；
当TP2大于预设阈值且TP1小于预设阈值时，如果P/TP2小于预设阈值，判定光伏电站此时发电受限；否则，判定光伏电站此时发电不受限；
当TP1和TP2均小于预设阈值时，判定光伏电站此时发电不受限。
7. 一种光伏电站发电受限状态实时检测系统，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1 至6所述的方法中的任一方法的指令。
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