CN116742716A - 光伏电站输出功率的调节方法、装置和计算机设备 - Google Patents

光伏电站输出功率的调节方法、装置和计算机设备 Download PDF

Info

Publication number
CN116742716A
CN116742716A CN202310706719.6A CN202310706719A CN116742716A CN 116742716 A CN116742716 A CN 116742716A CN 202310706719 A CN202310706719 A CN 202310706719A CN 116742716 A CN116742716 A CN 116742716A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
photovoltaic
curve
string
power generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310706719.6A
Other languages
English (en)
Inventor
裴世超
郭琦
萧吉宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Huasun Energy Co Ltd
Original Assignee
Anhui Huasun Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Huasun Energy Co Ltd filed Critical Anhui Huasun Energy Co Ltd
Priority to CN202310706719.6A priority Critical patent/CN116742716A/zh
Publication of CN116742716A publication Critical patent/CN116742716A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/60—Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules
    • F24S25/67—Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules for coupling adjacent modules or their peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光伏电站输出功率的调节方法、装置和设备，方法包括：获取电网的需求功率曲线；采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线，并基于各个组串发电功率曲线计算光伏电站的电站实际发电功率曲线，光伏组串表示光伏电站中多个光伏组件划分的组；根据所述需求功率曲线与所述电站实际发电功率曲线的曲线偏差调整当前光伏组串的工作状态。本发明提供的技术方案，在不引入储能模块的条件下解决了光伏电站的出力曲线与电网的电力需求曲线不匹配的问题。

Description

光伏电站输出功率的调节方法、装置和计算机设备
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，具体涉及一种光伏电站输出功率的调节方法、装置和计算机设备。
背景技术
光伏发电是根据光生伏特效应原理利用太阳电池将太阳光能转化为电能的技术，光伏发电输出功率与投射到光伏面的辐照量成正比，一天中辐照通常是早晚弱中午强，即早上发电量较低，随着辐照增强，发电量在中午达到峰值，然后慢慢衰弱，直至输出功率变为零，这使得光伏电站输出功率通常呈现典型的单峰现象。在一些场景中，光伏发电往往以就地消纳为主，导致光伏电站在中午或电力需求较小时容易出现弃光弃电的现象，难以匹配实际的电力需求，造成电力资源浪费。另外，光伏发电长时间全额上网，其出力特性对电网冲击非常大，从而光伏出力不能适应电网的电能接收能力。
造成上述问题的根本原因是光伏电站的出力曲线与电网的电力需求曲线不匹配，业内为解决以上问题，相关技术采用储能模块进行电力调峰，在中午发电量较高时，产生的部分电力通过储能模块储存，产生削峰的效果，在下午或第二天早上发电量较低时，释放储能模块的电量，来平稳电网压力。但储能模块价格昂贵，且大面积放置储能模块在电站的危险性较高，从而亟需一种新的方法解决光伏电站的出力曲线与电网的电力需求曲线不匹配的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施方式提供了一种光伏电站输出功率的调节方法、装置和计算机设备，从而在不引入储能模块的条件下解决了光伏电站的出力曲线与电网的电力需求曲线不匹配的问题。
第一方面，本发明提供了一种光伏电站输出功率的调节方法，所述方法包括：获取电网的需求功率曲线；采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线，并基于各个组串发电功率曲线计算光伏电站的电站实际发电功率曲线，所述光伏组串表示所述光伏电站中多个光伏组件互联划分的组；根据所述需求功率曲线与所述电站实际发电功率曲线的曲线偏差调整当前光伏组串的工作状态，所述工作状态表示光伏组串的开启状态或关闭状态。
可选地，所述根据所述需求功率曲线与所述电站实际发电功率曲线的曲线偏差调整当前光伏组串的工作状态，包括：当所述曲线偏差在允许偏差内时，保持当前光伏组串的工作状态；当所述曲线偏差超过允许偏差时，通过关闭部分正在工作的光伏组串或开启部分未工作的光伏组串对所述电站实际发电功率曲线进行调节，直至所述电站实际发电功率曲线和所述需求功率曲线的曲线偏差不超过允许偏差。
可选地，在所述采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线之前，还包括：对待安装于光伏电站内的多个光伏组件，分别预配置具有多种不同朝向和不同倾角的安装方式；设定每种安装方式对应的安装比例，其中每一安装比例为某一所述安装方式下至少一个光伏组件局部总容量占光伏电站内光伏组件总容量的比例；分别计算光伏电站按照每种安装方式在晴天条件下的电站假定发电功率曲线，并根据每种安装方式的安装比例对各个电站假定发电功率曲线进行加权融合，得到电站理论发电功率曲线；分析所述电站理论发电功率曲线与所述需求功率曲线是否达到预设拟合条件，所述电站理论发电功率曲线用于表征光伏电站在晴天条件下的发电能力，所述需求功率曲线用于表征电网的耗电能力，所述预设拟合条件用于判断光伏电站在晴天条件下的发电能力是否匹配于电网的耗电能力；当达到所述预设拟合条件时，按照设定的安装比例部署光伏电站内的各个光伏组件的安装方式；当没有达到所述预设拟合条件时，调整各个安装方式对应的所述安装比例，并返回根据每种安装方式的安装比例对各个电站假定发电功率曲线进行加权融合，得到电站理论发电功率曲线的步骤，直至达到所述预设拟合条件时，按照调整后的安装比例部署光伏电站内各个光伏组件的安装方式。
可选地，所述采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线，包括：通过下式计算任意光伏组串在任意时刻的组串发电功率
Pser(x,t)＝n(x)×m(x)×(Sfront(x,t)+bf(x)·Sback(x,t))
Sfront(x,t)＝Sinc(t)×[cos(α(t))sinβ(x)cosφ(x)-θ(t)
+sin(α)cos(β(x))]
Sback(x,t)＝Sinc(t)×[cos(α(t))sinβ(x)cosφ(x)+θ(t)
-sin(α)cosβ(x)]
式中，Pser(x,t)表示编号x的光伏组串在t时刻的组串发电功率，
n(x)表示编号x的光伏组串的发电效率，
bf(x)表示编号x的光伏组串中的光伏组件的双面率，
m(x)表示编号x的光伏组串内交互连接的光伏组件数目，
Sfront(x,t)表示编号x的光伏组串中各个光伏组件在t时刻的正面接受光照量，
Sback(x,t)表示编号x的光伏组串中各个光伏组件在t时刻的反面接受光照量，
β(x)表示编号x的光伏组串内的组件倾斜角，
φ(x)表示编号x的光伏组串内的组件方位角，
α(t)、θ(t)和Sinc(t)分别表示t时刻采集的太阳高度角、太阳方位角和太阳斜面辐照；
基于任意光伏组串在任意时刻的组串发电功率在所述需求功率曲线对应的目标时段内进行积分，得到任意光伏组串的组串发电功率曲线。
可选地，所述曲线偏差和所述允许偏差的大小关系通过如下方式判断：基于预设倍数对所述电站实际发电功率曲线中的功率数值分别进行扩大和缩小，得到上限功率曲线和下限功率曲线，所述上限功率曲线和下限功率曲线用于表征所述允许偏差；判断所述需求功率曲线是否落在所述上限功率曲线和所述下限功率曲线之间；当所述需求功率曲线落在所述上限功率曲线和所述下限功率曲线之间时，判定所述曲线偏差在所述允许偏差之内；当所述需求功率曲线超出所述上限功率曲线或所述下限功率曲线时，判定所述曲线偏差超过所述允许偏差。
可选地，当所述需求功率曲线超出所述上限功率曲线或所述下限功率曲线时，判定所述曲线偏差超过所述允许偏差，包括：当所述需求功率曲线超出所述上限功率曲线的第一时长或所述需求功率曲线超出所述下限功率曲线的第二时长大于预设时长时，判定所述需求功率曲线与所述电站实际发电功率曲线的偏差超过所述允许偏差。
可选地，所述当所述曲线偏差超过允许偏差时，通过关闭部分正在工作的光伏组串或开启部分未工作的光伏组串对所述电站实际发电功率曲线进行调节，包括：
当所述需求功率曲线超出所述下限功率曲线时，针对所述需求功率曲线对应目标时段的各个时刻，通过下式求解需要关闭的光伏组串对应的编号
当所述需求功率曲线超出所述上限功率曲线时，针对所述需求功率曲线对应目标时段的各个时刻，通过下式求解需要开启的光伏组串对应的编号
P(t)-Ptot(t)＝∑x＝xc1,…,BxPser(x,t)+∑x＝xa1,…,Pser(x,t)
根据求解得到的需要开启或需要关闭的光伏组串的编号，开启或关闭对应的光伏组串；
式中，Ptot(t)表示t时刻的电站实际发电功率，P(t)表示t时刻的需求功率，xa1,…,xan表示当前正在工作的光伏组串编号，xc1,…,xcn表示当前处于关闭状态的光伏组串编号，Ax＝0或1，求解某个光伏组串对应的Ax＝0时表示当前编号的光伏组串需要关闭，求解某个光伏组串对应的Ax＝1时表示当前编号的光伏组串保持开启，Bx＝0或1，某个光伏组串对应的Bx＝0时表示当前编号的光伏组串保持关闭，某个光伏组串对应的Bx＝1时表示当前编号的光伏组串需要开启，Pser(x,t)表示第x个光伏组串在t时刻的组串发电功率。
可选地，在所述通过关闭部分正在工作的光伏组串或开启部分未工作的光伏组串对所述电站实际发电功率曲线进行调节之后，所述方法还包括：计算所述需求功率曲线与电站实际发电功率曲线在各个时刻的第一功率差值；对若干光伏组串中光伏组件的组件倾斜角和组件方位角进行调节，以使各个时刻对应的第二功率差值等于所述第一功率差值，所述第二功率差值是角度调节后的总组串功率与角度调节前的总组串功率的差值。
第二方面，本发明提供了一种光伏电站输出功率的调节装置，包括：需求功率获取模块，用于获取电网的需求功率曲线；发电功率计算模块，用于采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线，并基于各个组串发电功率曲线计算光伏电站的电站实际发电功率曲线，所述光伏组串表示所述光伏电站中多个光伏组件互联划分的组；光伏组串投退模块，用于根据所述需求功率曲线与所述电站实际发电功率曲线的曲线偏差调整当前光伏组串的工作状态，所述工作状态表示光伏组串的开启状态或关闭状态。
第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中的方法。
本申请提供的技术方案，具有如下优点：
本申请提供的技术方案，将光伏电站内的光伏组件划分为多个光伏组串，通过监测各个光伏组串的实时发电功率，并与需求功率进行对比，采用关断、闭合光伏组串电路的方式保证实时输出特定发电功率，从而提供了能够实现光伏电站的发电曲线匹配于电网的需求曲线的方案，只需结合光伏电站现有的光伏组串，通过光伏组串的投退即可实现，无需额外添加储能模块，不仅降低了光伏电站的投资成本，还避免了储能模块带来的危险性。
另外，本实施例通过调节组件方位角、倾角等手段，使得在不同的时间点光伏组件的发电功率曲线与实际需求功率曲线相匹配，进一步提高了光伏电站的发电曲线和电网需求曲线的匹配度，降低对电网的冲击。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本发明一个实施方式中一种光伏电站输出功率的调节方法的流程示意图；
图2示出了本发明一个实施方式中的需求功率曲线示意图；
图3示出了本发明一个实施方式中光伏电站厂区安装光伏组件的布置图；
图4示出了本发明一个实施方式中第一安装方式的发电功率曲线示意图；
图5示出了本发明一个实施方式中第二安装方式的发电功率曲线示意图；
图6示出了本发明一个实施方式中第三安装方式的发电功率曲线示意图；
图7示出了本发明一个实施方式中第四安装方式的发电功率曲线示意图；
图8示出了本发明一个实施方式中一种光伏电站输出功率的调节装置的结构示意图；
图9示出了本发明一个实施方式中一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，在一个实施方式中，一种光伏电站输出功率的调节方法，具体包括以下步骤：
步骤S101：获取电网的需求功率曲线。
步骤S102：采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线，并基于各个组串发电功率曲线计算光伏电站的电站实际发电功率曲线，光伏组串表示光伏电站中多个光伏组件互联划分的组。
步骤S103：根据需求功率曲线与电站实际发电功率曲线的曲线偏差调整当前光伏组串的工作状态，工作状态表示光伏组串的开启状态或关闭状态。
具体地，在调整电站实际发电功率曲线和需求功率曲线的偏差之前，首先需要获取电站实际发电功率曲线和需求功率曲线。
确定需求功率曲线的具体流程与光伏电站的实际安装场景有关，主要包括两种。对于工商业分布式光伏电站而言，功率的需求曲线往往与当地电力需求有关，如工厂、政府大楼等，视当地的用电习惯而定，通常通过计量电表抄录各小时用电量，以一季度或一年为单位，绘制白天的平均用电曲线作为需求功率曲线。对于集中式地面电站而言，电网需要光伏电站平稳输出电力，因此需求功率曲线要求各小时的发电功率尽可能接近，消除波峰，故这种场景下的需求功率曲线其形状近似矩形，参考图2。本发明实施例设获取到的需求功率曲线为P(t)，用于下文计算过程的说明。
另外，本发明实施例将光伏电站内的光伏组件划分为多个光伏组串(例如光伏电站包括1000个光伏组件，每50个组件组成一个光伏组串)，后续步骤基于光伏组串的投退对曲线偏差进行调整，故本实施例对每个光伏组串的发电功率曲线进行采集，采集方法包括但不限于模拟法、实测法和理论法。其中，模拟法可具体采用PVSyst软件模拟，通过输入地理位置信息与组件的朝向、倾角和电学性能参数信息，调用软件内部的气象数据库，模拟任意时间段的发电功率，根据模拟方法，可绘制出任意安装方式下光伏组串在任意时刻的组串发电功率曲线。实测法指的是在目标地点监控光伏组串的实时发电量，然后根据实时发电量，按照年度、季度或月度取均值，从而绘制出光伏组串在安装地点的组串发电功率曲线。之后，将每个正在工作的光伏组串对应的组串发电功率曲线叠加，即可得到光伏电站的电站实际发电功率曲线。
然后，进入调整电站实际发电功率曲线和需求功率曲线的偏差的流程，具体是根据需求功率曲线与电站实际发电功率曲线的曲线偏差调整当前光伏组串的工作状态，从而改变需求功率曲线与电站实际发电功率曲线的曲线偏差。例如：当曲线偏差随时间呈现递增趋势且需求功率曲线在电站实际发电功率曲线之上时，可以认为光伏电站的功率不能满足用电需求，从而需要开启部分光伏组串，当曲线偏差随时间呈现递增趋势且需求功率曲线在电站实际发电功率曲线之下时，可以认为光伏电站的功率超出了用电需求，从而需要关闭部分光伏组串。通过这一流程，将光伏电站内的光伏组件划分为多个光伏组串，通过监测各个光伏组串的实时发电功率，并与需求功率进行对比，采用关断、闭合光伏组串电路的方式保证光伏电站实时输出特定发电功率，提供了实现光伏电站的发电曲线匹配于电网的需求曲线的方法，只需结合光伏电站现有的光伏组串，通过光伏组串的投退即可实现，无需额外添加储能模块，不仅降低了光伏电站的投资成本，还避免了储能模块带来的危险性。
在一些可选地实施方式中，预设了允许偏差，并将允许偏差作为量化指标知道光伏组串的投退，具体包括：1.当曲线偏差在允许偏差内时，保持当前光伏组串的工作状态；2.当曲线偏差超过允许偏差时，通过关闭部分正在工作的光伏组串或开启部分未工作的光伏组串对电站实际发电功率曲线进行调节，直至电站实际发电功率曲线和需求功率曲线的曲线偏差不超过允许偏差。
具体地，本实施例首先判断需求功率曲线与电站实际发电功率曲线的偏差是否超过允许偏差，例如判断两条曲线之间的平均间隔是否超过预设的间隔阈值(允许偏差)，当两条曲线之间的平均间隔超过预设的间隔阈值时，认为两条曲线的偏差较大，电站的实际发电功率和电网需求功率不匹配。当电站的实际发电功率和电网需求功率超过允许偏差时，本发明实施例通过关闭部分正在工作的光伏组串或开启部分未工作的光伏组串对电站实际发电功率进行减少或增加，从而使电站实际发电功率曲线相应地降低或提高，对电站实际发电功率曲线进行调节，直至电站实际发电功率曲线和需求功率曲线的偏差不超过允许偏差为止。通过这一方式，使得光伏组串的投退机制更加标准化，提高了光伏组串投退的准确率。
在一些可选地实施方式中，在上述步骤S102之前，还包括：
步骤a1，对待安装于光伏电站内的多个光伏组件，分别预配置具有多种不同朝向和不同倾角的安装方式。
步骤a2，设定每种安装方式对应的安装比例，其中每一安装比例为某一安装方式下至少一个光伏组件局部总容量占光伏电站内光伏组件总容量的比例。
步骤a3，分别计算光伏电站按照每种安装方式在晴天条件下的电站假定发电功率曲线，并根据每种安装方式的安装比例对各个电站假定发电功率曲线进行加权融合，得到电站理论发电功率曲线。
步骤a4，分析电站理论发电功率曲线与需求功率曲线是否达到预设拟合条件，电站理论发电功率曲线用于表征光伏电站在晴天条件下的发电能力，需求功率曲线用于表征电网的耗电能力，预设拟合条件用于判断光伏电站在晴天条件下的发电能力是否匹配于电网的耗电能力。
步骤a5，当达到预设拟合条件时，按照设定的安装比例部署光伏电站内的各个光伏组件的安装方式。
步骤a6，当没有达到预设拟合条件时，调整各个安装方式对应的安装比例，并返回根据每种安装方式的安装比例对各个电站假定发电功率曲线进行加权融合，得到电站理论发电功率曲线的步骤，直至达到预设拟合条件时，按照调整后的安装比例部署光伏电站内各个光伏组件的安装方式。其中，预设拟合条件包括但不限于基于协方差指标的相似度分析、计算两条曲线的回归评价指标。
具体地，光伏组件主要由太阳能板组成，根据光伏组件的安装方式不同，太阳能板的朝向和倾角均可以进行调整，当太阳能板的正面完全朝向阳光的入射方向时，光伏组件的发电功率最大，当太阳能板的边缘完全朝向阳光的入射方向时，太阳能板接收到的光照很少，从而光伏组件的发电功率最小。基于光伏组件的这一特性，根据光伏组件接受的光照幅度不同，导致发电功率不同，从而本发明实施例对光伏电站内的光伏组件预先配置了多种朝向和多种倾角的安装方式，使得光伏电站的发电功率随着光伏组件的朝向和倾角变光而变化，当光伏组件的各种安装方式配比合理时，理论上能够实现光伏电站的电站理论发电功率曲线无限接近于电网的需求功率曲线。换言之，上述具体配置过程为：1.假设在完全晴天的条件下，光伏电站只按照一种安装方式部署光伏组件，从而计算出光伏电站的一条假定发电功率曲线；2.针对每一种安装方式重复步骤1，得到光伏电站按照每种安装方式的多条假定发电功率曲线；3.定义每种安装方式的安装比例，对各个假定发电功率曲线加权融合，得到光伏电站完全在晴天条件下的电站理论发电功率曲线；4.当电站理论发电功率曲线和需求功率曲线匹配度不高时调整每种安装方式的安装比例。
在本发明实施例中，如图3所示，主要对光伏电站内的光伏组件配置垂直地面且正面朝东的第一安装方式、垂直地面且正面朝西的第二安装方式、最佳倾角且正面朝南的第三安装方式和垂直地面且正面朝南的第四安装方式，最佳倾角是光伏组件在中午能够接收最多辐照量的倾角；第二安装方式和第三安装方式目的是在上午和下午能够接收最多的辐照量。
这里应该理解的是，采用第二安装方式和第三安装方式时，针对单个光伏组件来说，其在上午和下午分别为正面受光或者背面受光，为了使单个光伏组件的发电量较高，光伏组件优选高双面率组件。光伏组件的双面率＝组件背面功率/组件正面功率，光伏组件的双面率越高，单个光伏组件的发电量也越高。经测量计算，太阳能电池组件的双面率大于或等于95％时，发电量相对于正常双面率组件高出5W。通过采用高双面率组件增加发电量，可减少光伏组件的配置数量，减少电站布设光伏组件的面积，降低电站的建设成本。
由于光伏组件安装的朝向(朝向是以东南西北为基准，在360度方位内地方向)和安装倾角(倾角是太阳能板以垂直地面为基准地倾斜角度)不同，光伏组件在不同时刻接收到的辐照量不同，从而根据不同的安装方式在一天内可以产生不同形状的发电功率曲线。在本发明实施例中，考虑太阳东升西落且中午时分辐照最强的特性，提供了四种典型的安装方式，包括光伏组件垂直地面且正面朝东的第一安装方式、垂直地面且正面朝西的第二安装方式、最佳倾角且正面朝南的第三安装方式和垂直地面且正面朝南的第四安装方式。本实施例采用的光伏组件可以双面发电，组件正背面接收辐照后都可以产生光伏电力，其中第一安装方式和第二安装方式，由于太阳东升西落，致使此种安装方式组件上午由正面接收直射辐照，中午组件正背面只能接收散射辐照，下午由组件背面接收直射辐照，从而发电功率曲线呈现双峰现象，其中第一安装方式的发电功率曲线如图4所示，第二安装方式的发电功率曲线则反之，如图5所示。而第三种安装方式，最佳倾角最佳朝向布置(北半球朝南，南半球朝北)，光伏组件中午发电量大，早晚发电量小，呈现出图6的典型单峰曲线。通过以上三种安装方式，通过配置不同的安装比例，可以更加容易得到中间突出两边低谷的曲线以及矩形形状的曲线，更加贴合工商业分布式光伏电站和地面集中式电站两种实际的用电场景，使容量配置的计算过程更简单，配置效率更高。另外，在光伏电站厂区内少量部署垂直地面且朝南的第四安装方式，得到如图7所示的相对平缓的单峰曲线，以对光伏电站的总发电功率曲线进行微调。
在实际应用中，通常为了降低光伏电站的投资成本，在不增加储能模块的情况下，光伏电站的总容量通常也是一定的。本实施例在光伏电站的现有容量条件下，定义每种安装方式对应的安装比例，并将定义的安装比例作为待求解参数进行优化调整，按照计算得到的安装比例对光伏电站现有容量的组件安装方式进行调整，使计算的电站理论发电功率曲线与电网需求功率曲线无限贴近，以同时起到降低电站投资成本和减少资源浪费的效果。例如：分别设定第一安装方式、第二安装方式、第三安装方式和第四安装方式对应的安装比例是A、B、C和D，假设光伏电站包括100个光伏组件，A＝25％，B＝25％，C＝45％，D＝5％，从而100个光伏组件按照上述比例分别以四种安装方式进行安装，假设四种安装方式对应的假定发电功率曲线分别为Pmod1(t)、Pmod2(t)、Pmod3(t)和Pmod4(t)，则电站理论发电功率曲线为Pmodtot(t)＝Pmod1(t)*A+Pmod2(t)*B+Pmod3(t)*C+Pmod4(t)*D。之后分析电站理论发电功率曲线与需求功率曲线是否达到预设拟合条件，如果达不到预设拟合条件则调整A＝25％，B＝25％，C＝45％，D＝5％的具体数值并重新计算，例如调整为A＝20％，B＝20％，C＝55％和D＝5％。在本实施例中，每种安装方式对应的发电功率曲线可以通过模拟法或实测法得到，具体参考上述步骤S102的相关描述，本实施例不再赘述。
通过本发明实施例提供的方案，在完全晴天的场景下，电站理论发电功率曲线基本可以和需求功率曲线精准匹配，不需要储能模块，且步骤S102至步骤S103在电站理论发电功率曲线的基础上调整得到电站实际发电功率曲线的过程只需微调即可，不需大量投退光伏组串。当遇上晴天变阴天或阴天变晴天时，电站理论发电功率曲线不能良好匹配需求功率曲线，从而通过步骤S102至步骤S103对光伏组串进行投入和退出，使得电站实际发电功率曲线依然与需求功率曲线精准匹配。通过本发明实施例提供的方案，既维持了晴天条件下光伏电站的发电功率与需求功率匹配，减少光伏组串的开关频率，降低光伏电站的部署成本，还在天气变化时依然保证了光伏电站的发电功率与需求功率匹配。
在一些可选地实施方式中，上述步骤a3包括：
步骤b1，通过下式计算光伏组件以当前安装方式在任意时刻的正面光照量
式中，Sfront(t)表示正面光照量，Sinc(t)表示任意时刻的太阳斜面辐照，α(t)表示任意时刻的太阳高度角，θ(t)表示任意时刻的太阳方位角，β表示光伏组件的安装倾斜角，表示光伏组件的方位角。
步骤b2，通过下式计算光伏组件以当前安装方式在任意时刻的反面光照量
式中，Sback(t)表示反面光照量。
步骤b3，通过下式计算光伏组件以当前安装方式在任意时刻的发电功率
Pmod(t)＝n×(Sfront(t)+bf·Sback(t))
式中，Pmod(t)表示发电功率，n表示光伏组件的发电效率，bf表示光伏组件的双面率。
步骤b4，根据需求功率曲线所在的时间段对相应时刻计算的发电功率进行积分，得到当前安装方式对应的发电功率曲线。
具体地，在本发明实施例中，采用双面发电光伏组件，根据一天内每个时刻的太阳高度角、太阳方位角和光伏组件的安装倾斜角、方位角之间的关系，通过上述公式还提供了一种理论计算法来计算光伏组件以每种安装方式在每个时刻的发电功率，进而通过需求功率曲线所在的目标时段对相应时刻的发电功率进行积分，得到每种安装方式对应的发电功率曲线。在不具备模拟和实测的条件下，实现了光伏电站理论发电功率曲线快速、准确地获取。其中，太阳斜面辐照、太阳高度角和太阳方位角在每个时刻的大小可根据光伏组件安装地点的经纬度查表获取。
在一些可选地实施方式中，上述步骤a4包括：
步骤c1，分别对电站理论发电功率曲线与需求功率曲线进行归一化。
步骤c2，计算归一化后的电站理论发电功率曲线与归一化后的需求功率曲线之间的回归评价指标。
步骤c3，当回归评价指标小于预设指标阈值时，判定电站理论发电功率曲线与需求功率曲线达到预设拟合条件。
具体地，由于光伏电站和电网的需求功率通常以kw为单位，对电站理论发电功率曲线和需求功率曲线进行误差分析时，数值的差异较大，计算相对复杂，从而本发明实施例首先对电站理论发电功率曲线与需求功率曲线进行归一化，以降低后续步骤的计算难度，提高后续步骤的计算效率。针对需求功率曲线P(t)，利用各时刻的需求功率和最大需求功率Pmax的比值进行归一化，则归一化后的需求功率曲线为Pnom(t)＝P(t)/Pmax；同理，针对电站理论发电功率曲线，利用各时刻的电站理论发电功率与最大发电功率Pmodtotmax进行归一化，则归一化后的电站理论发电功率曲线为Pnommod(t)＝Pmodtot(t)/Pmodtotmax。之后，本发明实施例通过归一化后的电站理论发电功率曲线与归一化后的需求功率曲线之间的回归评价指标判断两条曲线之间的近似程度，回归评价指标包括但不限于平均绝对误差、均方误差、均方根误差，如下式所示：
RE(P(Pnom(t),Pnommod(t))≤u
式中，RE表示回归评价指标的运算，u表示预设指标阈值。
平均绝对误差、均方误差、均方根误差等回归评价指标在计算预测数据和实际数据方面有着显著优势，能够判断预测的数据是否与实际数据相同，当误差数值越大时，表示预测数据越不准确，当误差数值越小时，表示预测数值越准确。本实施例将计算的最大发电功率曲线假定为预测的数据，将电网需求功率曲线假定为实际数据，从而引入回归评价指标对电站理论发电功率曲线与需求功率曲线的相似程度进行分析，当回归评价指标小于预设指标阈值时，判定电站理论发电功率曲线与需求功率曲线达到预设拟合条件，提高了电站理论发电功率曲线拟合需求功率曲线的准确率，进而提高了光伏组件按照各种安装方式分配安装容量的准确性。
在一个具体实施例中，回归评价指标采用了均方误差，考虑到均方误差的阈值如果设定过大，会导致两条曲线的相似度过低，导致需求功率得不到满足或发电量超过需求功率，造成资源浪费，如果阈值设定过小，可能造成计算的安装比例长时间达不到要求，陷入计算死循环，浪费计算机资源。基于此，本发明实施例设定预设指标阈值的最佳取值范围是0.1％～10％。
在一些可选地实施方式中，上述步骤a4包括：
步骤d1，分别对电站理论发电功率曲线与需求功率曲线进行归一化；
步骤d2，获取若干关键时间点；
步骤d3，分别通过归一化后的电站理论发电功率曲线与归一化后的需求功率曲线计算各个关键时间点对应的总发电功率和需求功率；
步骤d4，针对两两相邻的关键时间点，计算两时间点总发电功率的第一比值，并计算两时间点需求功率的第二比值；
步骤d5，当每个关键时间点对应的第一比值和第二比值均相等时，判定电站理论发电功率曲线与需求功率曲线达到预设拟合条件。
具体地，在一些应用场景中，光伏电站的规模小，总容量配置少，不论如何调整各类安装方式的安装比例，总发电功率很难完美地达到需求，从而不能令两条曲线之间的回归评价指标小于预设指标阈值。针对这类情况，本发明实施例还提供了一种关键时间点法，使计算的电站理论发电功率曲线尽可能地贴近功率需求曲线。首先，分别对电站理论发电功率曲线与需求功率曲线进行归一化，以便于后续计算；然后，获取一天当中的若干关键时间点，例如在一天当中发电功率变化程度比较大的几个时间点，关键时间点的选取可根据用户的实际需求确定，本实施例对此不作特殊限定。之后，针对两两相邻的关键时间点，计算两时间点总发电功率之间的第一比值，并计算两时间点需求功率的第二比值，然后创建每个关键时间点对应的第一比值和第二比值的等式，判断当前安装比例是否能够令第一比值和第二比值相等，如果不能相等则调整安装比例，如果能够相等则输出安装比例。例如：设定一天中的9点、12点和15点为关键时间点，计算第一比值和第二比值的公式并判定其是否相等的公式如下：
Pmodtot(9)/Pmodtot(12)＝Pnom(9)/Pnom(12)
Pmodtot(12)/Pmodtot(15)＝Pnom(12)/Pnom(15)
式中，Pmodtot表示电站理论发电功率曲线，由各类安装方式的电站假定发电功率曲线和安装比例加权融合得到，Pnom是需求功率曲线，Pmodtot(9)/Pmodtot(12)和Pmodtot(12)/Pmodtot(15)属于第一比值，Pnom(9)/Pnom(12)和Pnom(12)/Pnom(15)属于第二比值。
从而通过本发明实施例提供的方法，当互相对应的第一比值和第二比值相等时，可以认为电站理论发电功率曲线与需求功率曲线的整体变化趋势最为接近，即使光伏电站的规模小，总容量配置少，计算的电站理论发电功率曲线依然能够最大程度地贴近需求功率曲线，从而解决资源浪费等问题。在本发明实施例中，考虑到一天内日光辐照变化最大的时间通常在9点、12点和15点附近，从而将9点、12点和15点作为关键时间点，能够进一步提高电站理论发电功率曲线拟合需求功率曲线的准确度。
在一些可选地实施方式中，上述步骤S102包括：
步骤e1，通过下式计算任意光伏组串在任意时刻的组串发电功率
Pser(x,t)＝n(x)×m(x)×(Sfront(x,t)+bf(x)·Sback(x,t))
Sfront(x,t)＝Sinc(t)×[cos(α(t))sinβ(x)cosφ(x)-θ(t)
+sin(α)cos(β(x))]
Sback(x,t)＝Sinc(t)×[cos(α(t))sinβ(x)cosφ(x)+θ(t)
-sin(α)cosβ(x)]
式中，Pser(x,t)表示编号x的光伏组串在t时刻的组串发电功率，n(x)表示编号x的光伏组串的发电效率，bf(x)表示编号x的光伏组串中的光伏组件的双面率，m(x)表示编号x的光伏组串内交互连接的光伏组件数目，Sfront(x,t)表示编号x的光伏组串中各个光伏组件在t时刻的正面接受光照量，Sback(x,t)表示编号x的光伏组串中各个光伏组件在t时刻的反面接受光照量，β(x)表示编号x的光伏组串内的组件倾斜角，90°≥β(x)≥0°，φ(x)表示编号x的光伏组串内的组件方位角，180°≥φ(x)≥-180°，α(t)、θ(t)和Sinc(t)分别表示t时刻采集的太阳高度角、太阳方位角和太阳斜面辐照；
步骤e2，基于任意光伏组串在任意时刻的组串发电功率在需求功率曲线对应的目标时段内进行积分，得到任意光伏组串的组串发电功率曲线。
具体地，在本实施例中，同样采用双面发电光伏组件，通过上述理论计算法来计算光伏组串在每个时刻的发电功率。其方法原理与上述步骤b1至步骤b4相同，通过参数m(x)将理论方法引申到光伏组串的计算中，具体可参考步骤b1至步骤b4的描述，在此不再赘述。
在一些可选地实施方式中，判断曲线偏差和允许偏差的大小关系的具体步骤包括：
步骤f1，基于预设倍数对电站实际发电功率曲线中的功率数值分别进行扩大和缩小，得到上限功率曲线和下限功率曲线，上限功率曲线和下限功率曲线用于表征允许偏差。
步骤f2，判断需求功率曲线是否落在上限功率曲线和下限功率曲线之间。
步骤f3，当需求功率曲线落在上限功率曲线和下限功率曲线之间时，判定曲线偏差在允许偏差之内。
步骤f4，当需求功率曲线超出上限功率曲线或下限功率曲线时，判定曲线偏差超过允许偏差。
具体地，由于需求功率曲线和电站实际发电功率曲线往往或多或少存在误差，即使通过调节，需求功率曲线和电站实际发电功率曲线依然存在一定间隔，如果某些位置间隔过大，但是两条曲线整体拟合程度较好，那么只凭曲线的平均间隔进行识别容易将拟合较好的电站实际发电功率曲线误判为超过允许偏差。为了解决这一问题，本发明实施例通过下式识别需求功率曲线与电站实际发电功率曲线的偏差是否超过允许偏差。
Ptot(t)*(1+ρ)≥P(t)≥Ptot(t)*(1-ρ)
式中，Ptot(t)表示电站实际发电功率曲线，P(t)表示需求功率曲线，预设倍数是ρ，例如ρ＝5％。
Ptot(t)*(1+ρ)和Ptot(t)*(1-ρ)分别在电站实际发电功率曲线的上方和下方通过预设倍数ρ绘制得到上限功率曲线和下限功率曲线。只要需求功率曲线P(t)落在该范围内，即可视为需求功率曲线与电站实际发电功率曲线的偏差不超过允许偏差且实际发电功率曲线的拟合效果较好，从而避免了因个别位置的拟合效果不好导致整体拟合效果较好的实际发电功率曲线不能通过拟合条件而陷入死循环。
在一些可选地实施方式中，上述步骤f4包括：
步骤g1，当需求功率曲线超出上限功率曲线的第一时长或需求功率曲线超出下限功率曲线的第二时长大于预设时长时，判定需求功率曲线与电站实际发电功率曲线的偏差超过允许偏差。
具体地，当需求功率曲线超出上限功率曲线和下限功率曲线的范围时，可以认为电站实际发电功率曲线与需求功率曲线不匹配，需要重新拟合电站实际发电功率曲线。由于调整电站实际发电功率曲线涉及到光伏组串的关闭或者开启，故需求功率曲线超出上限功率曲线和超出下限功率曲线两种情况分别对应了开启和关闭两种调整流程，从而需要对两种调整流程进行准确识别，才能保证电站实际发电功率曲线的调整准确度。而在实际应用时，可能出现需求功率曲线一部分超出上限功率曲线同时另一部分超出下限功率曲线的情况，故本实施例分别以需求功率曲线超出上限功率曲线的第一时长或超出下限功率曲线的第二时长判定当前场景本质上是用电需求较大还是用电需求较小。当需求功率曲线超出上限功率曲线的第一时长大于预设时长时，认为用电需求较大，应当开启部分光伏组串，当需求功率曲线超出下限功率曲线的第二时长大于预设时长时，认为对应的情况是用电需求较小，应当关闭部分光伏组串。需要注意的是，一般情况下，需求功率曲线超过下限功率曲线或上限功率曲线时长，只有其中之一大于预设时长。
在一些可选地实施方式中，上述步骤S104包括：
步骤h1，当需求功率曲线超出下限功率曲线时，针对目标时段的各个时刻，通过下式求解需要关闭的光伏组串编号
式中，Ptot(t)表示t时刻的电站实际发电功率，P(t)表示t时刻的需求功率，xa1,…,xan表示当前正在工作的光伏组串编号，Ax＝0或1，某个光伏组串对应的Ax＝0时表示当前编号的光伏组串需要关闭，某个光伏组串对应的Ax＝1时表示当前编号的光伏组串保持开启，Pser(x,t)表示第x个光伏组串在t时刻的组串发电功率；
步骤h2，当需求功率曲线超出上限功率曲线时，针对目标时段的各个时刻，通过下式求解需要开启的光伏组串编号
P(t)-Ptot(t)＝∑x＝xc1,…,BxPser(x,t)+∑x＝xa1,…,Pser(x,t)
式中，Ptot(t)表示t时刻的电站实际发电功率，P(t)表示t时刻的需求功率，xc1,…,xcn表示当前处于关闭状态的光伏组串编号，Bx＝0或1，某个光伏组串对应的Bx＝0时表示当前编号的光伏组串保持关闭，某个光伏组串对应的Bx＝1时表示当前编号的光伏组串需要开启，Pser(x,t)表示第x个光伏组串在t时刻的组串发电功率。
步骤h3，根据求解得到的需要开启或需要关闭的光伏组串的编号，开启或关闭对应的光伏组串。
具体地，当需求功率曲线超出上限功率曲线时，认为用电需求较大，应当开启部分光伏组串，当需求功率曲线超出下限功率曲线的时刻数大于预设数量时，认为用电需求较小，应当关闭部分光伏组串。本实施例通过开启或关闭部分光伏组串，使工作状态的光伏组串的组串发电功率之和等于电站实际发电功率与需求功率之差，计算出多个满足上述条件的组串编号解。计算出所需关断或开启的组串编号后，通过断路器远程控制对应编号的光伏组串关断或开启，即可达到降低/增加发电功率的目的。
在一些可选地实施方式中，本发明实施例提供的一种光伏电站输出功率的调节方法，还包括：
步骤i1，计算需求功率曲线与电站实际发电功率曲线在各个时刻的第一功率差值；
步骤i2，对若干光伏组串中光伏组件的组件倾斜角和组件方位角进行调节，以使各个时刻对应的第二功率差值等于第一功率差值，第二功率差值是角度调节后的总组串功率与角度调节前的总组串功率的差值。
具体地，本发明实施例通过光伏组串的关断和开启对电站实际发电功率曲线进行调节后，还进一步通过调节光伏组件的组件倾斜角和组件方位角对电站实际发电功率曲线进行辅助微调，从而进一步提高需求功率曲线与电站实际发电功率曲线的匹配程度，具体通过下式构成的等式条件对能够调节组件倾斜角和组件方位角的光伏组件进行调节。
式中，x1,x2,…,xn表示可调节的组串编号，Pser(x,t)表示调节之前的组串发电功率曲线，Pmoo(x,t)表示调节后的组串发电功率曲线，Pser(x,t)-Pmoo(x,t)表示角度调节后的总组串功率与角度调节前的总组串功率的第二功率差值，Ptot(t)-P(t)表示光伏组串投退后需求功率曲线与电站实际发电功率曲线在各个时刻的第一功率差值。
如图8所示，本实施例还提供了一种光伏电站输出功率的调节装置，该装置包括：
需求功率获取模块201，用于获取电网的需求功率曲线。详细内容参见上述方法实施例中步骤S101的相关描述，在此不再进行赘述。
发电功率计算模块202，用于采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线，并基于各个组串发电功率曲线计算光伏电站的电站实际发电功率曲线，光伏组串表示光伏电站中多个光伏组件划分的组。详细内容参见上述方法实施例中步骤S102的相关描述，在此不再进行赘述。
光伏组串投退模块203，用于根据需求功率曲线与电站实际发电功率曲线的曲线偏差调整当前光伏组串的工作状态，工作状态表示光伏组串的开启状态或关闭状态。详细内容参见上述方法实施例中步骤S103的相关描述，在此不再进行赘述。
本发明实施例提供的一种光伏电站输出功率的调节装置，用于执行上述实施例提供的一种光伏电站输出功率的调节方法，其实现方式与原理相同，详细内容参见上述方法实施例的相关描述，不再赘述。
图9示出了本发明实施例的一种计算机设备，该设备包括处理器901和存储器902，可以通过总线或者其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。
处理器901可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如上述方法实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法实施例中的方法。
上述计算机设备具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏电站输出功率的调节方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电网的需求功率曲线；
采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线，并基于各个组串发电功率曲线计算光伏电站的电站实际发电功率曲线，所述光伏组串表示所述光伏电站中多个光伏组件互联划分的组；
根据所述需求功率曲线与所述电站实际发电功率曲线的曲线偏差调整当前光伏组串的工作状态，所述工作状态表示光伏组串的开启状态或关闭状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述需求功率曲线与所述电站实际发电功率曲线的曲线偏差调整当前光伏组串的工作状态，包括：
当所述曲线偏差在允许偏差内时，保持当前光伏组串的工作状态；
当所述曲线偏差超过允许偏差时，通过关闭部分正在工作的光伏组串或开启部分未工作的光伏组串对所述电站实际发电功率曲线进行调节，直至所述电站实际发电功率曲线和所述需求功率曲线的曲线偏差不超过允许偏差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线之前，还包括：
对待安装于光伏电站内的多个光伏组件，分别预配置具有多种不同朝向和不同倾角的安装方式；
设定每种安装方式对应的安装比例，其中每一安装比例为某一所述安装方式下至少一个光伏组件局部总容量占光伏电站内光伏组件总容量的比例；
分别计算光伏电站按照每种安装方式在晴天条件下的电站假定发电功率曲线，并根据每种安装方式的安装比例对各个电站假定发电功率曲线进行加权融合，得到电站理论发电功率曲线；
分析所述电站理论发电功率曲线与所述需求功率曲线是否达到预设拟合条件，所述电站理论发电功率曲线用于表征光伏电站在晴天条件下的发电能力，所述需求功率曲线用于表征电网的耗电能力，所述预设拟合条件用于判断光伏电站在晴天条件下的发电能力是否匹配于电网的耗电能力；
当达到所述预设拟合条件时，按照设定的安装比例部署光伏电站内的各个光伏组件的安装方式；
当没有达到所述预设拟合条件时，调整各个安装方式对应的所述安装比例，并返回根据每种安装方式的安装比例对各个电站假定发电功率曲线进行加权融合，得到电站理论发电功率曲线的步骤，直至达到所述预设拟合条件时，按照调整后的安装比例部署光伏电站内各个光伏组件的安装方式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线，包括：
通过下式计算任意光伏组串在任意时刻的组串发电功率
Pser(x,t)＝n(x)×m(x)×(Sfront(x,t)+bf(x)·Sback(x,t))
Sfront(x,t)＝Sinc(t)×[cos(α(t))sin(β(x))cos(φ(x)-θ(t))
+sin(α)cos(β(x))]
Sback(x,t)＝Sinc(t)×[cos(α(t))sin(β(x))cos(φ(x)+θ(t))
-sin(α)cos(β(x))]
式中，Pser(x,t)表示编号x的光伏组串在t时刻的组串发电功率，
n(x)表示编号x的光伏组串的发电效率，
bf(x)表示编号x的光伏组串中的光伏组件的双面率，
m(x)表示编号x的光伏组串内交互连接的光伏组件数目，
Sfront(x,t)表示编号x的光伏组串中各个光伏组件在t时刻的正面接受光照量，
Sback(x,t)表示编号x的光伏组串中各个光伏组件在t时刻的反面接受光照量，
β(x)表示编号x的光伏组串内的组件倾斜角，
φ(x)表示编号x的光伏组串内的组件方位角，
α(t)、θ(t)和Sinc(t)分别表示t时刻采集的太阳高度角、太阳方位角和太阳斜面辐照；
基于任意光伏组串在任意时刻的组串发电功率在所述需求功率曲线对应的目标时段内进行积分，得到任意光伏组串的组串发电功率曲线。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述曲线偏差和所述允许偏差的大小关系通过如下方式判断：
基于预设倍数对所述电站实际发电功率曲线中的功率数值分别进行扩大和缩小，得到上限功率曲线和下限功率曲线，所述上限功率曲线和下限功率曲线用于表征所述允许偏差；
判断所述需求功率曲线是否落在所述上限功率曲线和所述下限功率曲线之间；
当所述需求功率曲线落在所述上限功率曲线和所述下限功率曲线之间时，判定所述曲线偏差在所述允许偏差之内；
当所述需求功率曲线超出所述上限功率曲线或所述下限功率曲线时，判定所述曲线偏差超过所述允许偏差。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述需求功率曲线超出所述上限功率曲线或所述下限功率曲线时，判定所述曲线偏差超过所述允许偏差，包括：
当所述需求功率曲线超出所述上限功率曲线的第一时长或所述需求功率曲线超出所述下限功率曲线的第二时长大于预设时长时，判定所述需求功率曲线与所述电站实际发电功率曲线的偏差超过所述允许偏差。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述曲线偏差超过允许偏差时，通过关闭部分正在工作的光伏组串或开启部分未工作的光伏组串对所述电站实际发电功率曲线进行调节，包括：
当所述需求功率曲线超出所述下限功率曲线时，针对所述需求功率曲线对应目标时段的各个时刻，通过下式求解需要关闭的光伏组串对应的编号
当所述需求功率曲线超出所述上限功率曲线时，针对所述需求功率曲线对应目标时段的各个时刻，通过下式求解需要开启的光伏组串对应的编号
P(t)-Ptot(t)＝∑x＝xc1,…,xcnBxPser(x,t)+∑x＝xa1,…,xanPser(x,t)
根据求解得到的需要开启或需要关闭的光伏组串的编号，开启或关闭对应的光伏组串；
式中，Ptot(t)表示t时刻的电站实际发电功率，P(t)表示t时刻的需求功率，
xa1,…,xan表示当前正在工作的光伏组串编号，
xc1,…,xcn表示当前处于关闭状态的光伏组串编号，
Ax＝0或1，求解某个光伏组串对应的Ax＝0时表示当前编号的光伏组串需要关闭，求解某个光伏组串对应的Ax＝1时表示当前编号的光伏组串保持开启，
Bx＝0或1，某个光伏组串对应的Bx＝0时表示当前编号的光伏组串保持关闭，某个光伏组串对应的Bx＝1时表示当前编号的光伏组串需要开启，
Pser(x,t)表示第x个光伏组串在t时刻的组串发电功率。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述通过关闭部分正在工作的光伏组串或开启部分未工作的光伏组串对所述电站实际发电功率曲线进行调节之后，所述方法还包括：
计算所述需求功率曲线与电站实际发电功率曲线在各个时刻的第一功率差值；
对若干光伏组串中光伏组件的组件倾斜角和组件方位角进行调节，以使各个时刻对应的第二功率差值等于所述第一功率差值，所述第二功率差值是角度调节后的总组串功率与角度调节前的总组串功率的差值。
9.一种光伏电站输出功率的调节装置，其特征在于，包括：
需求功率获取模块，用于获取电网的需求功率曲线；
发电功率计算模块，用于采集各个正在工作的光伏组串的组串发电功率曲线，并基于各个组串发电功率曲线计算光伏电站的电站实际发电功率曲线，所述光伏组串表示所述光伏电站中多个光伏组件互联划分的组；
光伏组串投退模块，用于根据所述需求功率曲线与所述电站实际发电功率曲线的曲线偏差调整当前光伏组串的工作状态，所述工作状态表示光伏组串的开启状态或关闭状态。
10.一种计算机设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
CN202310706719.6A 2023-06-13 2023-06-13 光伏电站输出功率的调节方法、装置和计算机设备 Pending CN116742716A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310706719.6A CN116742716A (zh) 2023-06-13 2023-06-13 光伏电站输出功率的调节方法、装置和计算机设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310706719.6A CN116742716A (zh) 2023-06-13 2023-06-13 光伏电站输出功率的调节方法、装置和计算机设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116742716A true CN116742716A (zh) 2023-09-12

Family

ID=87907642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310706719.6A Pending CN116742716A (zh) 2023-06-13 2023-06-13 光伏电站输出功率的调节方法、装置和计算机设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116742716A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118232426A (zh) * 2024-05-24 2024-06-21 安徽泰然信息技术有限公司 基于光伏阵列汇流箱的光伏组件汇流控制方法及装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012217952A1 (de) * 2012-10-01 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Verschaltungsvorrichtung zum dynamischen Verschalten von Komponenten eines Photovoltaikkraftwerks, Photovoltaikkraftwerk mit einer entsprechenden Verschaltungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Photovoltaikkraftwerkes mit einer Verschaltungsvorrichtung
CN106953591A (zh) * 2017-03-21 2017-07-14 华电电力科学研究院 一种光伏电站增发电量结构及其增发电量方法
CN107229824A (zh) * 2017-05-22 2017-10-03 华北电力科学研究院有限责任公司 光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置
US10140401B1 (en) * 2011-07-25 2018-11-27 Clean Power Research, L.L.C. System and method for inferring a photovoltaic system configuration specification with the aid of a digital computer
CN110233592A (zh) * 2019-06-27 2019-09-13 西安中易建科技有限公司 实现发电与用电匹配的光伏幕墙的设计方法
FR3088466A1 (fr) * 2018-11-14 2020-05-15 Electricite De France Assistance a la decision d'un lieu de deploiement de panneaux photovoltaiques par etude des courbes de charge de consommations dans le lieu.
CN212486416U (zh) * 2020-07-30 2021-02-05 北京欧乐太阳风新能源科技有限公司 一种配置不同方向的光伏组件的组合发电系统
CN113095532A (zh) * 2019-12-19 2021-07-09 上海两吉新能源投资有限公司 一种光伏电站发电实时功率预测系统及其实现方法及其实现方法
WO2021253734A1 (zh) * 2020-06-17 2021-12-23 阳光电源股份有限公司 一种光伏系统及其控制方法
CN217388311U (zh) * 2022-05-19 2022-09-06 西安热工研究院有限公司 一种组串式光伏电站低压配电单元自动投退装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10140401B1 (en) * 2011-07-25 2018-11-27 Clean Power Research, L.L.C. System and method for inferring a photovoltaic system configuration specification with the aid of a digital computer
DE102012217952A1 (de) * 2012-10-01 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Verschaltungsvorrichtung zum dynamischen Verschalten von Komponenten eines Photovoltaikkraftwerks, Photovoltaikkraftwerk mit einer entsprechenden Verschaltungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Photovoltaikkraftwerkes mit einer Verschaltungsvorrichtung
CN106953591A (zh) * 2017-03-21 2017-07-14 华电电力科学研究院 一种光伏电站增发电量结构及其增发电量方法
CN107229824A (zh) * 2017-05-22 2017-10-03 华北电力科学研究院有限责任公司 光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置
FR3088466A1 (fr) * 2018-11-14 2020-05-15 Electricite De France Assistance a la decision d'un lieu de deploiement de panneaux photovoltaiques par etude des courbes de charge de consommations dans le lieu.
CN110233592A (zh) * 2019-06-27 2019-09-13 西安中易建科技有限公司 实现发电与用电匹配的光伏幕墙的设计方法
CN113095532A (zh) * 2019-12-19 2021-07-09 上海两吉新能源投资有限公司 一种光伏电站发电实时功率预测系统及其实现方法及其实现方法
WO2021253734A1 (zh) * 2020-06-17 2021-12-23 阳光电源股份有限公司 一种光伏系统及其控制方法
CN212486416U (zh) * 2020-07-30 2021-02-05 北京欧乐太阳风新能源科技有限公司 一种配置不同方向的光伏组件的组合发电系统
CN217388311U (zh) * 2022-05-19 2022-09-06 西安热工研究院有限公司 一种组串式光伏电站低压配电单元自动投退装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邓芷欣;康慨;: "基于WRF模式的光伏电站系统优化设计研究", 电气应用, no. 11, 5 June 2018 (2018-06-05) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118232426A (zh) * 2024-05-24 2024-06-21 安徽泰然信息技术有限公司 基于光伏阵列汇流箱的光伏组件汇流控制方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Anang et al. Performance analysis of a grid-connected rooftop solar PV system in Kuala Terengganu, Malaysia
Haibaoui et al. Performance indicators for grid-connected PV systems: a case study in Casablanca, Morocco
CN105335560A (zh) 光伏发电功率波动性及其自动发电控制备用需求计算方法
CN109713734B (zh) 一种光伏功率调节方法、装置、设备及介质
CN116742716A (zh) 光伏电站输出功率的调节方法、装置和计算机设备
Choi et al. Optimal Inclination and Azimuth Angles of a Photovoltaic Module With Load Patterns for Improved Power System Stability
Eiva et al. Design, performance, and techno‐economic analysis of a rooftop grid‐tied PV system for a remotely located building
Lımem et al. Comparative analysis of different photovoltaic simulation software: Case study on analyzing the performance of a 5, 1 kWp grid connected photovoltaic system
CN107734020B (zh) 一种多个光伏发电站数据传输拥堵的协调运行方法
Moradi et al. Financial analysis of a grid-connected photovoltaic system in South Florida
Anand et al. FPGA based substantial power evolution controlling strategy for solar and wind forecasting grid connected system
CN116722802A (zh) 光伏电站的组件安装配置方法、装置、设备和介质
CN114169644A (zh) 基于大数据的光伏发电量预测方法、系统及存储介质
Wang et al. Method for short-term photovoltaic generation power prediction base on weather patterns
Okere et al. Techno-economic comparison of emerging solar PV modules for utility scale PV installation
CN116247662A (zh) 一种基于气象辐射及遥感信息的建筑光伏潜能估算方法
Burduhos et al. Simulated vs. Produced Electrical Energy of a 9.6 kWp PV System Installed in a Temperate Mountain Climate
Singh et al. Enhancement of Performance of Roof-mounted SPV System
Nofuentes et al. Design tools for the electrical configuration of architecturally‐integrated PV in buildings
Stein Energy prediction and system modeling
Faranda et al. Enegy production estimation for suitable PV Planning
Takahashi et al. Arrangement of Fibonacci number photovoltaic modules by the simulation using direct and scattered light for power generation forests
Eseosa et al. Investigating Impact and Viability of Hostile Weather Conditions on Solar Farm Establishment in Nigeria: A Case Study
Rynoson et al. PV modeling in IDA ICE (5.0 beta): Perfomance analysis based on measured data in high latitudes
Akbar et al. Design of an 87 kW photovoltaic system for a university building to support LEED certification

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Country or region after: China

Address after: No. 99 Qingliu Road, Xuancheng Economic and Technological Development Zone, Xuancheng City, Anhui Province

Applicant after: Anhui Huasheng New Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: Science and Technology Park, Xuancheng Economic and Technological Development Zone, Xuancheng City, Anhui Province

Applicant before: Anhui Huasheng New Energy Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China

CB02 Change of applicant information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20230912

RJ01 Rejection of invention patent application after publication