CN117220597B - 一种光伏电站快速频率响应速率监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电站快速频率响应速率监测系统。该光伏电站快速频率响应速率监测系统，包括：传感数据获取模块：用于获取预设时间段内指定光伏电站对应的监测传感数据，并对监测传感数据进行预处理；监测评估指数数据分析模块：用于根据预处理后的监测传感数据分析出监测评估指数数据；速率综合监测指数分析模块：用于根据监测评估指数数据分析出速率综合监测指数。本发明通过通过获取预设时间段内光伏电站的监测传感数据，对监测评估指数数据进行综合分析，计算出速率综合监测指数，进而能够更加准确地监测光伏电站的响应速率，解决了现有技术中存在难以准确地监测光伏电站的响应速率的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏电站快速频率响应速率监测系统。
背景技术
随着可再生能源在电力生产中所占比例的不断增加，电力系统对于快速响应和频率控制的需求也日益增强。为了确保电力网络的稳定性和可靠性，光伏电站需要具备快速响应电网频率变化的能力。传统电力系统维持稳定频率对于设备运行和电力质量至关重要。可再生能源的不可预测性和间歇性对频率稳定性构成了挑战。光伏电站的输出受到日照强度的波动影响，这会导致电力系统频率的波动。因此，需要监测和调整光伏电站的输出以维持电力网络频率在安全范围内。
通过实时收集电流、电压和发电功率等数据，然后使用高级控制算法和传感器来分析这些数据，以确定电力系统频率的变化，进而调整光伏电站的输出功率，以满足电力系统频率需求。
例如公开号为：CN115912391A公开的一种光伏电站快速频率响应功能改造的方法，包括：通过快速频率响应系统的IDM500S功率分配子机分配加装在厂区通讯管理机与逆变器中间运行；当调频发生动作时，由IDM-500快速频率响应控制主机经过计算分别给某目标IDM500S功率分配子机下发命令，用以控制所对应的逆变器限制或者抬升负荷出力，并在原有的基础上将厂区AGC反向闭锁，完成调节动作之后继续交还AGC控制执行。本发明能很好的满足电网新能源场站快速频率响应接入以及规范新能源场站快速频率响应入网。
例如公开号为：CN103166240A公开的并网太阳能光伏电站监测系统，包括：监测光伏阵列组串的温度、输出电流电压和直流汇流箱、直流汇流箱、直流配电柜、逆变器、交流配电柜、升压变压器的输入输出电流电压及并网点的输入电流电压和太阳能光伏阵列组串所处的环境温度、光辐照度、风速风向；综合汇总各组件的测量数据，实时显示并保存电站的基本信息、被监测组件的测试数据、环境气象数据，计算出被监测部件的运行情况、电站性能比等信息，建立电站实测运行数据库，全面评估光伏电站各组件及系统的性能和可靠性。
在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
现有技术中，由于光伏电站的输出受到多种因素的影响，如天气条件、云层覆盖和污染等，这些因素使系统监测到的响应速率具有不确定性，存在难以准确地监测光伏电站的响应速率的问题。
发明内容
本申请实施例通过提供一种光伏电站快速频率响应速率监测系统，解决了现有技术中存在难以准确地监测光伏电站的响应速率的问题，实现了更加准确地监测光伏电站的响应速率。
本申请实施例提供了一种光伏电站快速频率响应速率监测系统，包括：传感数据获取模块、监测评估指数数据分析模块和速率综合监测指数计算模块：所述传感数据获取模块：用于获取预设时间段内指定光伏电站对应的监测传感数据，并对监测传感数据进行预处理；所述监测评估指数数据分析模块：用于根据预处理后的监测传感数据分析出监测评估指数数据，所述监测评估指数数据包括光照监测指数、温度监测指数、云层遮蔽指数、颗粒污染指数、电网频率变化指数和功率响应指数；所述速率综合监测指数分析模块：用于根据监测评估指数数据分析出速率综合监测指数。
进一步的，所述速率综合监测指数的具体分析方法为：，式中，/>为速率综合监测指数，为光照监测指数，/>为温度监测指数，/>为云层遮蔽指数，/>为颗粒污染指数，/>为电网频率变化指数，/>为功率响应指数，/>为预设时间段的编号，/>，/>为预设时间段的总数量，/>为自然常数，/>和/>分别为光照监测指数、温度监测指数、云层遮蔽指数、颗粒污染指数、电网频率变化指数和功率响应指数分别在速率综合监测指数中的权重系数，/>为速率综合监测指数的修正因子。
进一步的，所述传感数据获取模块包括光伏传感数据获取单元、温度传感数据获取单元、云层遮蔽传感数据获取单元、颗粒传感数据获取单元和电网监测数据获取单元；所述光伏传感数据获取单元用于通过预设的光伏探测装置获取预设时间段内的光伏传感参数数据，所述光伏传感参数数据包括太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间；所述温度传感数据获取单元用于预设的温度探测壮装置获取预设时间段内的温度传感参数数据，所述温度传感参数数据包括大气温度、太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数；所述云层遮蔽传感数据获取单元用于通过预设的云层遮蔽探测装置获取预设时间段内的云层遮蔽传感参数数据，所述云层遮蔽传感参数数据包括太阳能板云层遮蔽总时长、云层遮蔽平均透光率和太阳能板云层遮蔽率；所述颗粒传感数据获取单元用于通过预设的颗粒污染监测装置获取预设时间段内的颗粒污染传感参数数据，所述颗粒污染传感参数数据包括大气颗粒物浓度、光伏电站地区风速最高值、光伏电站地区风速最低值和太阳能板积灰面积；所述电网监测数据获取单元用于通过预设的电网监监测装置获取预设时间段内的电网频率变化数据和功率响应数据，所述电网频率变化数据包括电网频率波动变化值、逆变器效率和电网频率波动允许变化值，所述功率响应数据包括有功功率响应平均速率和无功功率响应平均速率。
进一步的，所述监测评估指数数据分析模块包括光照监测指数评估单元、温度监测指数评估单元、云层遮蔽指数评估单元、颗粒污染指数评估单元、电网频率变化指数评估单元和功率响应指数评估单元；所述光照监测指数评估单元用于在预设时间段内指定光伏电站根据光伏传感参数数据分析出光照监测指数；所述温度监测指数评估单元在预设时间段内指定温度电站根据温度传感参数数据分析出温度监测指数；所述云层遮蔽指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据云层遮蔽传感参数数据分析出云层遮蔽指数；所述颗粒污染指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据颗粒污染参数数据分析出光照监测指数；所述电网频率变化指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据电网频率变化数据分析出电网频率变化指数；所述功率响应指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据功率响应数据分析出功率响应指数。
进一步的，所述光照监测指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的光伏传感参数数据；根据预设时间段内的光伏传感参数数据分析出预设时间段对应的光照监测指数；构建光照监测指数的计算公式；具体的光照监测指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的光照监测指数，/>、/>和/>分别为第/>个预设时间段内指定光伏电站的太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间，/>、/>和/>分别为太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间对于光照监测指数的权重系数，/>为太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间的影响因子叠加值，/>为光照监测指数的修正因子。
进一步的，所述温度监测指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的温度传感参数数据；根据预设时间段内的温度传感参数数据分析出预设时间段对应的温度监测指数；构建温度监测指数的计算公式；具体的温度监测指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的温度监测指数，/>、/>、/>和/>分别为第/>个预设时间段内指定光伏电站的大气温度、太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数，/>、/>、和/>分别为太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数在温度监测指数中的权重系数，/>为太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数的影响因子叠加值，/>为温度监测指数的修正因子。
进一步的，所述云层遮蔽指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的云层遮蔽传感参数数据；根据预设时间段内的云层遮蔽传感参数数据分析出预设时间段对应的云层遮蔽指数；构建云层遮蔽指数的计算公式；具体的云层遮蔽指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的云层遮蔽指数，/>、/>和/>分别为第/>个预设时间段内指定光伏电站的太阳能板云层遮蔽总时长、云层遮蔽平均透光率和太阳能板云层遮蔽率，/>、/>和/>分别为太阳能板云层遮蔽总时长、云层遮蔽平均透光率和太阳能板云层遮蔽率对于云层遮蔽指数的权重系数，/>为云层遮蔽指数的修正因子。
进一步的，所述颗粒污染指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的颗粒污染传感参数数据；根据预设时间段内的颗粒污染传感参数数据分析出预设时间段对应的颗粒污染指数；构建颗粒污染指数的计算公式；具体的颗粒污染指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的颗粒污染指数，/>、/>、/>和/>分别为第/>个预设时间段内指定光伏电站的大气颗粒物浓度、光伏电站地区风速最高值、光伏电站地区风速最低值和太阳能板积灰面积，/>、/>、/>和/>分别为大气颗粒物浓度、光伏电站地区风速最高值、光伏电站地区风速最低值和太阳能板积灰面积在颗粒污染指数中的权重系数，/>为颗粒污染指数的修正因子。
进一步的，所述电网频率变化指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的光伏传感参数数据；根据预设时间段内的光伏传感参数数据分析出预设时间段对应的电网频率变化指数；构建电网频率变化指数的计算公式；具体的电网频率变化指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的电网频率变化指数，/>和/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的电网频率波动变化值和逆变器效率，/>为指定光伏电站的电网频率波动允许变化值，/>和/>分别为电网频率波动变化比值和逆变器效率对于电网频率变化指数的权重系数，/>为电网频率变化指数的修正因子。
进一步的，所述功率响应指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的功率响应数据；根据预设时间段内的功率响应数据分析出预设时间段对应的功率响应指数；构建功率响应指数的计算公式；具体的功率响应指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的功率响应指数，/>和/>分别为第/>个预设时间段内指定光伏电站的有功功率响应平均速率和无功功率响应平均速率，/>和/>分别为有功功率响应平均速率和无功功率响应平均速率的权重系数，/>为功率响应指数的修正因子。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、通过获取预设时间段内光伏电站的监测传感数据，对监测评估指数数据进行综合分析，计算出速率综合监测指数，从而准确评估光伏电站的响应速率，进而实现了能够更加准确地监测光伏电站的响应速率，有效解决了现有技术中存在难以准确地监测光伏电站的响应速率的问题。
2、通过监测评估指数数据分析模块利用监测传感数据分析出监测评估指数数据，包括光照监测指数、温度监测指数、云层遮蔽指数、颗粒污染指数、电网频率变化指数和功率响应指数，从而实现了多因素的综合分析，进而实现了更加全面的监测光伏电站的快速频率响应速率。
3、通过在分析监测评估指数数据的过程中，综合考虑逆变器、太阳能板等光伏电站中的重要组件对应的数据，如逆变器效率、太阳能电池板温度影响系数等，从而实现对这些组件性能的详细分析，进而有助于发现潜在问题，提高光伏电站的效率和稳定性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光伏电站快速频率响应速率监测系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的光伏电站快速频率响应速率监测系统中传感数据获取模块的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的光伏电站快速频率响应速率监测系统中监测评估指数数据分析模块的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种光伏电站快速频率响应速率监测系统，解决了现有技术中存在难以准确地监测光伏电站的响应速率的问题，通过获取预设时间段内光伏电站的监测传感数据，对监测评估指数数据进行综合分析，计算出速率综合监测指数，实现了能够更加准确地监测光伏电站的响应速率。
本申请实施例中的技术方案为解决上述难以准确地监测光伏电站的响应速率的问题，总体思路如下：
通过传感数据获取模块获取预设时间段内指定光伏电站对应的监测传感数据，并对监测传感数据进行预处理；监测评估指数数据分析模块根据预处理后的监测传感数据分析出监测评估指数数据；速率综合监测指数分析模块根据监测评估指数数据分析出速率综合监测指数，达到了能够更加准确地监测光伏电站的响应速率。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1所示，为本申请实施例提供的光伏电站快速频率响应速率监测系统的结构示意图，本申请实施例提供的光伏电站快速频率响应速率监测系统包括：传感数据获取模块、监测评估指数数据分析模块和速率综合监测指数计算模块：传感数据获取模块：用于获取预设时间段内指定光伏电站对应的监测传感数据，并对监测传感数据进行预处理；监测评估指数数据分析模块：用于根据预处理后的监测传感数据分析出监测评估指数数据，监测评估指数数据包括光照监测指数、温度监测指数、云层遮蔽指数、颗粒污染指数、电网频率变化指数和功率响应指数；速率综合监测指数分析模块：用于根据监测评估指数数据分析出速率综合监测指数。
进一步的，速率综合监测指数的具体分析方法为：，式中，/>为速率综合监测指数，/>为光照监测指数，/>为温度监测指数，/>为云层遮蔽指数，/>为颗粒污染指数，/>为电网频率变化指数，/>为功率响应指数，/>为预设时间段的编号，/>，/>为预设时间段的总数量，/>为自然常数，/>和/>分别为光照监测指数、温度监测指数、云层遮蔽指数、颗粒污染指数、电网频率变化指数和功率响应指数分别在速率综合监测指数中的权重系数，/>为速率综合监测指数的修正因子。
在本实施例中，通过传感数据获取模块，该方法可以获取各种监测数据，包括光照、温度、云层遮蔽、颗粒污染、电网频率变化和功率响应等，提供了全面的数据基础。
进一步的，如图2所示，为本申请实施例提供的光伏电站快速频率响应速率监测系统中传感数据获取模块的结构示意图，传感数据获取模块包括光伏传感数据获取单元、温度传感数据获取单元、云层遮蔽传感数据获取单元、颗粒传感数据获取单元和电网监测数据获取单元；光伏传感数据获取单元用于通过预设的光伏探测装置获取预设时间段内的光伏传感参数数据，光伏传感参数数据包括太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间；温度传感数据获取单元用于预设的温度探测壮装置获取预设时间段内的温度传感参数数据，温度传感参数数据包括大气温度、太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数；云层遮蔽传感数据获取单元用于通过预设的云层遮蔽探测装置获取预设时间段内的云层遮蔽传感参数数据，云层遮蔽传感参数数据包括太阳能板云层遮蔽总时长、云层遮蔽平均透光率和太阳能板云层遮蔽率；颗粒传感数据获取单元用于通过预设的颗粒污染监测装置获取预设时间段内的颗粒污染传感参数数据，颗粒污染传感参数数据包括大气颗粒物浓度、光伏电站地区风速最高值、光伏电站地区风速最低值和太阳能板积灰面积；电网监测数据获取单元用于通过预设的电网监监测装置获取预设时间段内的电网频率变化数据和功率响应数据，电网频率变化数据包括电网频率波动变化值、逆变器效率和电网频率波动允许变化值，功率响应数据包括有功功率响应平均速率和无功功率响应平均速率。
在本实施例中，逆变器是光伏电站的核心组件之一，它将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电；其通常具有内置的数据采集和监测功能，可以实时测量和记录输出功率，以及其他相关参数，如电压、电流和频率。
进一步的，如图3所示，为本申请实施例提供的光伏电站快速频率响应速率监测系统中监测评估指数数据分析模块的结构示意图，监测评估指数数据分析模块包括光照监测指数评估单元、温度监测指数评估单元、云层遮蔽指数评估单元、颗粒污染指数评估单元、电网频率变化指数评估单元和功率响应指数评估单元；光照监测指数评估单元用于在预设时间段内指定光伏电站根据光伏传感参数数据分析出光照监测指数；温度监测指数评估单元在预设时间段内指定温度电站根据温度传感参数数据分析出温度监测指数；云层遮蔽指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据云层遮蔽传感参数数据分析出云层遮蔽指数；颗粒污染指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据颗粒污染参数数据分析出光照监测指数；电网频率变化指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据电网频率变化数据分析出电网频率变化指数；功率响应指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据功率响应数据分析出功率响应指数。
进一步的，光照监测指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的光伏传感参数数据；根据预设时间段内的光伏传感参数数据分析出预设时间段对应的光照监测指数；构建光照监测指数的计算公式；具体的光照监测指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的光照监测指数，/>、/>和/>分别为第/>个预设时间段内指定光伏电站的太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间，/>、/>和/>分别为太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间对于光照监测指数的权重系数，/>为太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间的影响因子叠加值，/>为光照监测指数的修正因子。
在本实施例中，太阳辐射强度直接影响光伏电站的电力生成量。当太阳辐射强度下降时，光伏电站的电力输出会减少，相应的电力系统频率会降低。太阳辐射的快速变化（如云层通过遮挡太阳光）可以导致光伏电站的快速响应。可以通过辐射仪检测出这些变化，保证光伏电站调整输出以保持电力系统频率稳定。
进一步的，温度监测指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的温度传感参数数据；根据预设时间段内的温度传感参数数据分析出预设时间段对应的温度监测指数；构建温度监测指数的计算公式；具体的温度监测指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的温度监测指数，/>、/>、/>和/>分别为第/>个预设时间段内指定光伏电站的大气温度、太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数，/>、/>和/>分别为太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数在温度监测指数中的权重系数，/>为太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数的影响因子叠加值，/>为温度监测指数的修正因子。
在本实施例中，基于大气温度，综合太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数对光伏电站的快速频率响应速度进行分析。太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数分别指的是温度对于太阳能电池板、逆变器和储能电池的性能影响值。
进一步的，云层遮蔽指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的云层遮蔽传感参数数据；根据预设时间段内的云层遮蔽传感参数数据分析出预设时间段对应的云层遮蔽指数；构建云层遮蔽指数的计算公式；具体的云层遮蔽指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的云层遮蔽指数，/>、/>和/>分别为第/>个预设时间段内指定光伏电站的太阳能板云层遮蔽总时长、云层遮蔽平均透光率和太阳能板云层遮蔽率，/>、/>和/>分别为太阳能板云层遮蔽总时长、云层遮蔽平均透光率和太阳能板云层遮蔽率对于云层遮蔽指数的权重系数，/>为云层遮蔽指数的修正因子。
在本实施例中，云层遮蔽可以是瞬时的，也可以持续一段时间，太阳能板云层遮蔽总时长用于统计在预设时间段内总共被遮蔽的时长。通过图像处理的方法检测太阳能板被云层遮蔽的面积同时记录被遮蔽面积对应的被遮蔽时长，将太阳能板被云层遮蔽的面积比上太阳能板的总面积得出太阳能板云层遮蔽率。
进一步的，颗粒污染指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的颗粒污染传感参数数据；根据预设时间段内的颗粒污染传感参数数据分析出预设时间段对应的颗粒污染指数；构建颗粒污染指数的计算公式；具体的颗粒污染指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的颗粒污染指数，/>、/>、/>和/>分别为第/>个预设时间段内指定光伏电站的大气颗粒物浓度、光伏电站地区风速最高值、光伏电站地区风速最低值和太阳能板积灰面积，/>、/>、/>和/>分别为大气颗粒物浓度、光伏电站地区风速最高值、光伏电站地区风速最低值和太阳能板积灰面积在颗粒污染指数中的权重系数，/>为颗粒污染指数的修正因子。
在本实施例中，大气颗粒污染可能会附着在太阳能电池板表面，降低其透明度，减少了光线的透射，使光线无法有效地进入电池板，从而减少太阳辐射的吸收，从而导致光伏电站的电力输出降低，需要电力系统快速响应以弥补电力不足。光伏电站所在地区的风速高低对于大气颗粒物附着在太阳能板上有一定的影响，风速越高颗粒物附着在太阳能板上的可能性越大，故设置风速最高值和风速最低值具有不相同的权重。太阳能板积灰面积越大 辐射吸收量越小。
进一步的，电网频率变化指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的光伏传感参数数据；根据预设时间段内的光伏传感参数数据分析出预设时间段对应的电网频率变化指数；构建电网频率变化指数的计算公式；具体的电网频率变化指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的电网频率变化指数，/>和/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的电网频率波动变化值和逆变器效率，/>为指定光伏电站的电网频率波动允许变化值，/>和/>分别为电网频率波动变化比值和逆变器效率对于电网频率变化指数的权重系数，/>为电网频率变化指数的修正因子。
在本实施例中，电网频率的瞬时波动幅度会直接影响光伏电站的响应速率。电网频率波动较大时，光伏电站可能需要更迅速地调整电力输出以满足电力系统的需求。逆变器是关键组件，它将太阳能电池板的直流电转换为交流电。逆变器性能和效率会影响光伏电站的频率响应速率。
进一步的，功率响应指数的具体分析方法为：从监测传感数据中提取预设时间段对应的功率响应数据；根据预设时间段内的功率响应数据分析出预设时间段对应的功率响应指数；构建功率响应指数的计算公式；具体的功率响应指数的计算公式为：，式中，/>为第/>个预设时间段内指定光伏电站的功率响应指数，和/>分别为第/>个预设时间段内指定光伏电站的有功功率响应平均速率和无功功率响应平均速率，/>和/>分别为有功功率响应平均速率和无功功率响应平均速率的权重系数，/>为功率响应指数的修正因子。
在本实施例中，有功功率是指实际产生的电能，它用于满足电网中的实际负荷需求，其涉及到调整光伏电站的实际电力输出。无功功率是指电力系统中的电压和功率因数控制，其与电力系统的稳定性和电压质量相关。综合考虑有功功率响应和无功功率响应的分析方法，适用于具备适当的硬件和控制系统的光伏电站，达到快速的频率响应。对于有功功率响应，光伏电站需要调整其电力输出以满足电网的功率需求变化。对于无功功率响应，光伏电站需要调整电压和电流相位，以支持电力系统的电压和功率因数控制。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：相对于公开号为：CN115912391A公开的一种光伏电站快速频率响应功能改造的方法，本申请实施例通过获取预设时间段内光伏电站的监测传感数据，对监测评估指数数据进行综合分析，计算出速率综合监测指数，从而准确评估光伏电站的响应速率，进而实现了能够更加准确地监测光伏电站的响应速率；相对于公开号为：CN103166240A公开的并网太阳能光伏电站监测系统，本申请实施例通过监测评估指数数据分析模块利用监测传感数据分析出监测评估指数数据，包括光照监测指数、温度监测指数、云层遮蔽指数、颗粒污染指数、电网频率变化指数和功率响应指数，从而实现了多因素的综合分析，进而实现了更加全面的监测光伏电站的快速频率响应速率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的系统、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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种光伏电站快速频率响应速率监测系统，其特征在于，包括传感数据获取模块、监测评估指数数据分析模块和速率综合监测指数计算模块：
所述传感数据获取模块：用于获取预设时间段内指定光伏电站对应的监测传感数据，并对监测传感数据进行预处理；
所述监测评估指数数据分析模块：用于根据预处理后的监测传感数据分析出监测评估指数数据，所述监测评估指数数据包括光照监测指数、温度监测指数、云层遮蔽指数、颗粒污染指数、电网频率变化指数和功率响应指数；
所述速率综合监测指数分析模块：用于根据监测评估指数数据分析出速率综合监测指数；
所述速率综合监测指数的具体分析方法为：
式中，Ψ为速率综合监测指数，为光照监测指数，/>为温度监测指数，/>为云层遮蔽指数，/>为颗粒污染指数，/>为电网频率变化指数，/>为功率响应指数，k为预设时间段的编号，k＝1,2,...K，K为预设时间段的总数量，e为自然常数，ε1,ε2,ε3,ε4,ε5和ε6分别为光照监测指数、温度监测指数、云层遮蔽指数、颗粒污染指数、电网频率变化指数和功率响应指数分别在速率综合监测指数中的权重系数，ζ为速率综合监测指数的修正因子；
具体的光照监测指数的计算公式为：
式中，为第k个预设时间段内指定光伏电站的光照监测指数，/>和/>分别为第k个预设时间段内指定光伏电站的太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间，α1、α2和α3分别为太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间对于光照监测指数的权重系数，χ为太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间的影响因子叠加值，δ为光照监测指数的修正因子；
具体的温度监测指数的计算公式为：
式中，为第k个预设时间段内指定光伏电站的温度监测指数，/>和/>分别为第k个预设时间段内指定光伏电站的大气温度、太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数，β1、β2和β3分别为太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数在温度监测指数中的权重系数，/>为太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数的影响因子叠加值，γ为温度监测指数的修正因子；
具体的云层遮蔽指数的计算公式为：
式中，为第k个预设时间段内指定光伏电站的云层遮蔽指数，YSk、/>和YFk分别为第k个预设时间段内指定光伏电站的太阳能板云层遮蔽总时长、云层遮蔽平均透光率和太阳能板云层遮蔽率，η1、η2和η3分别为太阳能板云层遮蔽总时长、云层遮蔽平均透光率和太阳能板云层遮蔽率对于云层遮蔽指数的权重系数，υ为云层遮蔽指数的修正因子；
具体的颗粒污染指数的计算公式为：
式中，为第k个预设时间段内指定光伏电站的颗粒污染指数，QCk、/>和QSk分别为第k个预设时间段内指定光伏电站的大气颗粒物浓度、光伏电站地区风速最高值、光伏电站地区风速最低值和太阳能板积灰面积，μ1、μ2、μ3和μ4分别为大气颗粒物浓度、光伏电站地区风速最高值、光伏电站地区风速最低值和太阳能板积灰面积在颗粒污染指数中的权重系数，λ为颗粒污染指数的修正因子；
具体的电网频率变化指数的计算公式为：
式中，为第k个预设时间段内指定光伏电站的电网频率变化指数，ΔDBk和DXk为第k个预设时间段内指定光伏电站的电网频率波动变化值和逆变器效率，/>为指定光伏电站的电网频率波动允许变化值，/>和/>分别为电网频率波动变化比值和逆变器效率对于电网频率变化指数的权重系数，τ为电网频率变化指数的修正因子；
具体的功率响应指数的计算公式为：
式中，为第k个预设时间段内指定光伏电站的功率响应指数，SGYk和SGNk分别为第k个预设时间段内指定光伏电站的有功功率响应平均速率和无功功率响应平均速率，σ1和σ2分别为有功功率响应平均速率和无功功率响应平均速率的权重系数，o为功率响应指数的修正因子。
2.如权利要求1所述光伏电站快速频率响应速率监测系统，其特征在于：所述传感数据获取模块包括光伏传感数据获取单元、温度传感数据获取单元、云层遮蔽传感数据获取单元、颗粒传感数据获取单元和电网监测数据获取单元；
所述光伏传感数据获取单元用于通过预设的光伏探测装置获取预设时间段内的光伏传感参数数据，所述光伏传感参数数据包括太阳辐射强度、太阳辐射变化平均速率和光辐射总时间；
所述温度传感数据获取单元用于预设的温度探测壮装置获取预设时间段内的温度传感参数数据，所述温度传感参数数据包括大气温度、太阳能电池板温度影响系数、逆变器温度影响系数和储能电池温度影响系数；
所述云层遮蔽传感数据获取单元用于通过预设的云层遮蔽探测装置获取预设时间段内的云层遮蔽传感参数数据，所述云层遮蔽传感参数数据包括太阳能板云层遮蔽总时长、云层遮蔽平均透光率和太阳能板云层遮蔽率；
所述颗粒传感数据获取单元用于通过预设的颗粒污染监测装置获取预设时间段内的颗粒污染传感参数数据，所述颗粒污染传感参数数据包括大气颗粒物浓度、光伏电站地区风速最高值、光伏电站地区风速最低值和太阳能板积灰面积；
所述电网监测数据获取单元用于通过预设的电网监监测装置获取预设时间段内的电网频率变化数据和功率响应数据，所述电网频率变化数据包括电网频率波动变化值、逆变器效率和电网频率波动允许变化值，所述功率响应数据包括有功功率响应平均速率和无功功率响应平均速率。
3.如权利要求2所述光伏电站快速频率响应速率监测系统，其特征在于：所述监测评估指数数据分析模块包括光照监测指数评估单元、温度监测指数评估单元、云层遮蔽指数评估单元、颗粒污染指数评估单元、电网频率变化指数评估单元和功率响应指数评估单元；
所述光照监测指数评估单元用于在预设时间段内指定光伏电站根据光伏传感参数数据分析出光照监测指数；
所述温度监测指数评估单元在预设时间段内指定温度电站根据温度传感参数数据分析出温度监测指数；
所述云层遮蔽指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据云层遮蔽传感参数数据分析出云层遮蔽指数；
所述颗粒污染指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据颗粒污染参数数据分析出光照监测指数；
所述电网频率变化指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据电网频率变化数据分析出电网频率变化指数；
所述功率响应指数评估单元在预设时间段内指定光伏电站根据功率响应数据分析出功率响应指数。
4.如权利要求3所述光伏电站快速频率响应速率监测系统，其特征在于，所述光照监测指数的具体分析方法为：
从监测传感数据中提取预设时间段对应的光伏传感参数数据；
根据预设时间段内的光伏传感参数数据分析出预设时间段对应的光照监测指数；
构建光照监测指数的计算公式。
5.如权利要求4所述光伏电站快速频率响应速率监测系统，其特征在于，所述温度监测指数的具体分析方法为：
从监测传感数据中提取预设时间段对应的温度传感参数数据；
根据预设时间段内的温度传感参数数据分析出预设时间段对应的温度监测指数；
构建温度监测指数的计算公式。
6.如权利要求5所述光伏电站快速频率响应速率监测系统，其特征在于，所述云层遮蔽指数的具体分析方法为：
从监测传感数据中提取预设时间段对应的云层遮蔽传感参数数据；
根据预设时间段内的云层遮蔽传感参数数据分析出预设时间段对应的云层遮蔽指数；
构建云层遮蔽指数的计算公式。
7.如权利要求6所述光伏电站快速频率响应速率监测系统，其特征在于，所述颗粒污染指数的具体分析方法为：
从监测传感数据中提取预设时间段对应的颗粒污染传感参数数据；
根据预设时间段内的颗粒污染传感参数数据分析出预设时间段对应的颗粒污染指数；
构建颗粒污染指数的计算公式。
8.如权利要求7所述光伏电站快速频率响应速率监测系统，其特征在于，所述电网频率变化指数的具体分析方法为：
从监测传感数据中提取预设时间段对应的光伏传感参数数据；
根据预设时间段内的光伏传感参数数据分析出预设时间段对应的电网频率变化指数；
构建电网频率变化指数的计算公式。
9.如权利要求8所述光伏电站快速频率响应速率监测系统，其特征在于，所述功率响应指数的具体分析方法为：
从监测传感数据中提取预设时间段对应的功率响应数据；
根据预设时间段内的功率响应数据分析出预设时间段对应的功率响应指数；
构建功率响应指数的计算公式。
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