CN115578001A - 一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法 - Google Patents

一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法，包括获取光伏发电系统全站逆变器的当日实际发电量、运行状态和当日总太阳辐射值；根据逆变器的当日实际发电量和当日总太阳辐射值计算当日的各逆变器的发电效率；根据全站逆变器的运行状态确定目标逆变器；根据确定的目标逆变器及目标逆变器对应的发电效率计算及校核逆变器的平均发电效率；基于平均发电效率评估逆变器的运行状况。本申请通过对逆变器平均发电效率计算与校核。并在平均发电效率计算与校核的基础上，优化设备运行状况及时清洁光伏组件保证光伏组件的转换效率，以保证光伏电站的整体发电效率，提高了光伏电站的发电效益、运维的预警能力以及故障的综合判断能力。

Description

一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法
技术领域
本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法。
背景技术
光伏电站整站发电效率校核是推动光伏发电精细化管理的重要手段，同时也可以为调度计划、电网运行与操作提供强有力的技术支持。通过光伏电站整站发电效率校核能够全面分析新能源电站在电网调度计划所规定的运行方式下的发电能力与运行水平，因此光伏电站的发电效率的准确计算与校核是非常重要的。
其中，影响光伏电站发电效率的主要因素有:灰尘、雨水遮挡引起的效率降低，温度引起的效率降低，组件串联不匹配产生的效率降低，逆变器的功率损耗，直流交流部分线缆功率损耗，变压器功率损耗，跟踪系统的精度等。
目前，现有技术中一般基于上述因素，采用通用计算公式来估算光伏电站发电效率，例如对于环境因素取衰减数值8％，温度引起的效率降低取3％，组件串联匹配产生的效率取值2％，线损部分取值3％，逆变器直流部分的线缆损耗2.5％,交流部分的线缆损耗约为1％，变压器损耗计约为2％。发电效率可通过如下公式进行计算：η＝(1-8％)*(1-3％)*(1-2％)*(1-3％)*(1-2.5％)*(1-1％)*(1-2％)。通过该公式计算的发电效率精度较低，无法精确评估光伏电站发电效率与效益，进而不能够准确评估发电能力及设备运行状况等。
因此，本申请提供一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法，通过对逆变器的平均发电效率进行计算、校核来实现对光伏发电系统效率的综合评判。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法，以解决如何准确评估光伏电站发电效率与效益的问题。具体技术方案如下：
第一方面，提供了一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法，所述方法包括：获取光伏发电系统全站逆变器的当日实际发电量、运行状态和当日总太阳辐射值；
根据所述逆变器的当日实际发电量和当日总太阳辐射值计算当日的各逆变器的发电效率；
根据所述全站逆变器的运行状态确定目标逆变器；
根据确定的目标逆变器及所述目标逆变器对应的发电效率计算及校核逆变器的平均发电效率；
基于所述平均发电效率评估逆变器的运行状况以对光伏发电系统进行维护。
可选地，所述根据所述逆变器的当日实际发电量和当日总太阳辐射值计算当日的各逆变器发电效率包括：
根据各逆变器的当日实际发电量计算得到指定时间间隔内的实际发电量；
将各逆变器的指定时间间隔内的实际发电量和当日指定时间间隔内的总太阳辐射值代入以下公式计算得到当日的各逆变器的发电效率：
Pnbq＝Pdr/P*T；
其中，T＝Ii/Io；
其中：Pnbq为逆变器的发电效率；Pdr为该逆变器的指定时间间隔内的实际发电量；P*T为逆变器的理论发电量；其中，P为STC组件容量的标称值；T为指定时间间隔内每日发电有效小时数；其中Ii为指定时间间隔内的总太阳辐射值；Io为STC条件下的太阳辐射总量值，Io＝1000w/m2。
可选地，所述根据所述全站逆变器的运行状态确定目标逆变器包括：
在全站逆变器中，剔除降电限额并网、自降额并网非正常运行状态下的逆变器，将自由发电/正常并网状态下的逆变器确定为目标逆变器。
可选地，所述根据确定的目标逆变器及所述目标逆变器对应的发电效率计算逆变器的平均发电效率包括：
将各目标逆变器对应的发电效率相加得到各目标逆变器的发电效率之和；
将所述各目标逆变器的发电效率之和除以目标逆变器的数量得到逆变器的平均发电效率。
可选地，所述根据确定的目标逆变器及所述目标逆变器对应的发电效率校核逆变器的平均发电效率包括：
根据逆变器的运行状态变化重新确定目标逆变器；
根据重新确定的目标逆变器及其对应的发电效率重新计算逆变器的平均发电效率。
可选地，所述基于所述平均发电效率评估逆变器的运行状况包括：
将所述平均发电效率与预设发电效率阈值进行比较；
若小于所述预设发电效率阈值，则确定逆变器存在故障；
发送故障排查指令以找出存在故障的逆变器进行维修。
可选地，所述方法还包括：
获取各光伏阵列的当日实际发电量；
基于所述光伏阵列的实际发电量和该光伏阵列下的逆变器的当日实际发电量计算光伏阵列系统效率；
基于所述光伏阵列系统效率评估光伏组件的状况。
可选地，所述基于所述光伏阵列的实际发电量和该光伏阵列下的逆变器的当日实际发电量计算光伏阵列系统效率包括：
根据以下公式计算光伏阵列系统效率：
η＝W/∑Pdr；
其中，η为光伏阵列系统效率，W为单个光伏阵列的当日实际发电量，∑Pdr为该光伏阵列下的各逆变器的当日实际发电量的和。
可选地，所述基于光伏阵列效率评估光伏组件的状况包括：
将所述光伏阵列效率与预设光伏阵列效率阈值进行比较；
若小于所述预设光伏阵列效率，则获取当期气象信息以及相关电流、电压信息；
根据所述当期气象信息以及相关电流、电压信息判断是否为气象造成光伏板组件需要运维清理；
若是，则进行预警及发送光伏板运维清理指令。
本申请实施例有益效果：
本申请实施例提供了一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法，本申请通过获取光伏发电系统全站逆变器的当日实际发电量、运行状态和当日总太阳辐射值；根据逆变器的当日实际发电量和当日总太阳辐射值计算当日的各逆变器的发电效率；根据全站逆变器的运行状态确定目标逆变器；根据确定的目标逆变器及目标逆变器对应的发电效率计算及校核逆变器的平均发电效率；基于平均发电效率评估逆变器的运行状况以对光伏发电系统进行维护。本申请通过光伏场站实时气象与逆变器运行数据实现光伏电站逆变器平均发电效率计算与校核。并在平均发电效率计算与校核的基础上，综合判断各个逆变器设备的损耗情况，光伏组件是否需要清洁等运行工况。通过优化设备运行状况及时清洁光伏组件保证光伏组件的转换效率，以保证光伏电站的整体发电效率，将光伏电站电量损失达到最低，提高了光伏电站的发电效益、运维的预警能力以及故障的综合判断能力。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法的流程图。
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。
本申请实施例提供了一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法，下面将结合具体实施方式，对本申请实施例提供的一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法进行详细的说明，如图1所示，具体步骤如下：
步骤S101：获取光伏发电系统全站逆变器的当日实际发电量、运行状态和当日总太阳辐射值。
在该实施例中，通过气象仪实时采集总太阳辐射值，并存入历史数据库；通过通讯实时采集全站逆变器的当日实际发电量和运行状态，并存入历史数据库，以备随时调取。
步骤S102：根据所述逆变器的当日实际发电量和当日总太阳辐射值计算当日的各逆变器的发电效率。
可选地，所述根据所述逆变器的当日实际发电量和当日总太阳辐射值计算当日的各逆变器发电效率包括：
根据各逆变器的当日实际发电量计算得到指定时间间隔内的实际发电量；
在该步骤中，首先将各逆变器的当日实际发电量转换成任意时刻内的实际发电量，再根据任意时刻内的实际发电量计算得到指定时间间隔内的实际发电量。例如，8月25号采集的实际发电量转换成1-24小时内的每个时刻的实际发电量，例如下午1:00-2:00的实际发电量为A，2:00-300的实际发电量为B，指定时间间隔为1:00-3:00，那么指定时间间隔内的实际发电量为A+B。
将各逆变器的指定时间间隔内的实际发电量和当日指定时间间隔内的总太阳辐射值代入以下公式计算得到当日的各逆变器的发电效率：
Pnbq＝Pdr/P*T；
其中，T＝Ii/Io；
其中：Pnbq为逆变器的发电效率；Pdr为该逆变器的指定时间间隔内的实际发电量；P*T为逆变器的理论发电量；其中，P为STC组件容量的标称值；T为指定时间间隔内每日发电有效小时数；其中Ii为指定时间间隔内的总太阳辐射值；Io为STC条件下的太阳辐射总量值，Io＝1000w/m2。
需要说明的是，本申请实施例是对逆变器当日的发电效率进行的计算，需要统计采集每天的气象数据如总太阳辐射总值和逆变器的发电量，这样可以计算每天任意时刻内的发电效率。在另外的实施例中也可以以月为单位，统计每个月的气象数据如总太阳辐射总值和逆变器的发电量，这样可以计算每个月内任意天数间隔内的发电效率。计算方法同上，均属于本发明的保护范围。
步骤S103：根据所述全站逆变器的运行状态确定目标逆变器。
可选地，所述根据所述全站逆变器的运行状态确定目标逆变器包括：
在全站逆变器中，剔除降电限额并网、自降额并网非正常运行状态下的逆变器，将自由发电/正常并网状态下的逆变器确定为目标逆变器。
步骤S104：根据确定的目标逆变器及所述目标逆变器对应的发电效率计算及校核逆变器的平均发电效率。
可选地，所述根据确定的目标逆变器及所述目标逆变器对应的发电效率计算逆变器的平均发电效率包括：
将各目标逆变器对应的发电效率相加得到各目标逆变器的发电效率之和；
将所述各目标逆变器的发电效率之和除以目标逆变器的数量得到逆变器的平均发电效率。
可选地，所述根据确定的目标逆变器及所述目标逆变器对应的发电效率校核逆变器的平均发电效率包括：
根据逆变器的运行状态变化重新确定目标逆变器；
根据重新确定的目标逆变器及其对应的发电效率重新计算逆变器的平均发电效率。
由于逆变器的运行状态是随时会发生变化的，从非正常状态经过调整能够恢复到正常状态，此时可以加入到平均发电功率的计算中，经过重新计算来校核平均发电功率，使平均发电功率更加准确。
步骤S105：基于所述平均发电效率评估逆变器的运行状况以对光伏发电系统进行维护。
可选地，所述基于所述平均发电效率评估逆变器的运行状况包括：
将所述平均发电效率与预设发电效率阈值进行比较；
若小于所述预设发电效率阈值，则确定逆变器存在故障；
发送故障排查指令以找出存在故障的逆变器进行维修。增强了光伏发电系统的运维预警能力与提高了故障的综合判断能力。
可选地，所述方法还包括：
获取各光伏阵列的当日实际发电量；在该步骤中，可以通过通讯获得各光伏阵列的当日实际发电量。
基于所述光伏阵列的实际发电量和该光伏阵列下的逆变器的当日实际发电量计算光伏阵列系统效率；
可选地，所述基于所述光伏阵列的实际发电量和该光伏阵列下的逆变器的当日实际发电量计算光伏阵列系统效率包括：
根据以下公式计算光伏阵列系统效率：
η＝W/∑Pdr；
其中，η为光伏阵列系统效率，W为单个光伏阵列的当日实际发电量，∑Pdr为该光伏阵列下的各逆变器的当日实际发电量的和。
基于所述光伏阵列系统效率评估光伏组件的状况。
在本申请实施例中，均是通过逆变器和光伏阵列的实际发电量来计算光伏阵列效率，以实时准确的发电量计算为切入口，计算更加准确，通过计算光伏阵列系统效率，来体现在光伏阵列输出电量到逆变器的过程中所产生的各类损失，例如传输线路损失、逆变器的功率损耗、直流交流部分线缆功率损耗等，通过该光伏阵列系统效率也可以用来评估光伏组件的状况，判断光伏板是否需要清理，具体如下述步骤：
可选地，所述基于光伏阵列效率评估光伏组件的状况包括：
将所述光伏阵列效率与预设光伏阵列效率阈值进行比较；
若小于所述预设光伏阵列效率，则获取当期气象信息以及相关电流、电压信息；
根据所述当期气象信息以及相关电流、电压信息判断是否为气象造成光伏板组件需要运维清理；
若是，则进行预警及发送光伏板运维清理指令。增强了运维的预警能力与提高了故障的综合判断能力。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种基于逆变器平均发电效率的光伏发电系统评估方法，其特征在于，所述方法包括：获取光伏发电系统全站逆变器的当日实际发电量、运行状态和当日总太阳辐射值；
根据所述逆变器的当日实际发电量和当日总太阳辐射值计算当日的各逆变器的发电效率；
根据所述全站逆变器的运行状态确定目标逆变器；
根据确定的目标逆变器及所述目标逆变器对应的发电效率计算及校核逆变器的平均发电效率；
基于所述平均发电效率评估逆变器的运行状况以对所述光伏发电系统进行维护。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述逆变器的当日实际发电量和当日总太阳辐射值计算当日的各逆变器发电效率包括：
根据各逆变器的当日实际发电量计算得到指定时间间隔内的实际发电量；
将各逆变器的指定时间间隔内的实际发电量和当日指定时间间隔内的总太阳辐射值代入以下公式计算得到当日的各逆变器的发电效率：
Pnbq＝Pdr/P*T；
其中，T＝Ii/Io；
其中：Pnbq为逆变器的发电效率；Pdr为该逆变器的指定时间间隔内的实际发电量；P*T为逆变器的理论发电量；其中，P为STC组件容量的标称值；T为指定时间间隔内每日发电有效小时数；其中Ii为指定时间间隔内的总太阳辐射值；Io为STC条件下的太阳辐射总量值，Io＝1000w/m2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述全站逆变器的运行状态确定目标逆变器包括：
在全站逆变器中，剔除降电限额并网、自降额并网非正常运行状态下的逆变器，将自由发电/正常并网状态下的逆变器确定为目标逆变器。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据确定的目标逆变器及所述目标逆变器对应的发电效率计算逆变器的平均发电效率包括：
将各目标逆变器对应的发电效率相加得到各目标逆变器的发电效率之和；
将所述各目标逆变器的发电效率之和除以目标逆变器的数量得到逆变器的平均发电效率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据确定的目标逆变器及所述目标逆变器对应的发电效率校核逆变器的平均发电效率包括：
根据逆变器的运行状态变化重新确定目标逆变器；
根据重新确定的目标逆变器及其对应的发电效率重新计算逆变器的平均发电效率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述平均发电效率评估逆变器的运行状况包括：
将所述平均发电效率与预设发电效率阈值进行比较；
若小于所述预设发电效率阈值，则确定逆变器存在故障；
发送故障排查指令以找出存在故障的逆变器进行维修。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取各光伏阵列的当日实际发电量；
基于所述光伏阵列的实际发电量和该光伏阵列下的逆变器的当日实际发电量计算光伏阵列系统效率；
基于所述光伏阵列系统效率评估光伏组件的状况。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述光伏阵列的实际发电量和该光伏阵列下的逆变器的当日实际发电量计算光伏阵列系统效率包括：
根据以下公式计算光伏阵列系统效率：
η＝W/∑Pdr；
其中，η为光伏阵列系统效率，W为单个光伏阵列的当日实际发电量，∑Pdr为该光伏阵列下的各逆变器的当日实际发电量的和。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于光伏阵列效率评估光伏组件的状况包括：
将所述光伏阵列效率与预设光伏阵列效率阈值进行比较；
若小于所述预设光伏阵列效率，则获取当期气象信息以及相关电流、电压信息；
根据所述当期气象信息以及相关电流、电压信息判断是否为气象造成光伏板组件需要运维清理；
若是，则进行预警及发送光伏板运维清理指令。
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