一种光伏功率调节方法、装置、设备及介质与流程
本发明涉及配电网光伏波动平抑技术领域，更具体地说，涉及一种光伏功率调节方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术：
随着传统能源的日益减少和环境问题的日益突出，大力开发和利用可再生能源已成为我国的基本国策。其中，光伏发电是理想的可持续能源之一，其具有无污染、无噪音、安全可靠等特点。
在含有光伏发电的配电网系统中，光伏发电系统的出力受气候影响比较大，输出功率呈现复杂波动特性，而输出功率的波动会对配电网系统造成影响，从而严重制约了光伏发电系统的发展和应用。
综上所述，如何对光伏发电系统的输出功率进行调节，以减少输出功率的波动，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种光伏功率调节方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以对光伏发电系统的输出功率进行调节，从而减少输出功率的波动。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光伏功率调节方法，包括：
利用预测时段内各预测点的气象预测数据计算光伏电站在各所述预测点的输出功率；
根据各所述预测点的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及功率数据，计算所述光伏电站在所述预测时段内的目标输出功率值；
根据所述目标输出功率值、所述光伏电站的实时功率及所述fsc可变速抽水蓄能机组的功率数据，计算所述fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值；
将所述功率指令值发送给所述fsc可变速抽水蓄能机组，以使所述fsc可变速抽水蓄能机组对所述光伏电站进行一次平抑。
优选的，利用预测时段内各预测点的气象预测数据计算光伏电站在各所述预测点的输出功率，包括：
利用p＝eqaηgηtηfηk计算所述光伏电站在第i个预测点的输出功率pi；
其中，eq为太阳辐射强度，a为组件安装面积，ηg为组件转换效率，ηt为组件转换效率温度修正系数，ηf为组件安装方位角修正系数，ηk为逆变器效率系数，i＝1,2…n，n为所述预测时段内所包含的预测点的个数。
优选的，根据各所述预测点的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及功率数据，计算所述光伏电站在所述预测时段内的目标输出功率值，包括：
从p1、…、pn中选出输出功率最大值pmax、及输出功率最小值pmin，利用
计算波动差值|pi-pmax|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数x，并计算波动差值|pi-pmin|不在所述fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数z，其中，i＝1,2…n；
建立所述光伏电站在所述预测时段内的目标功率决定函数y1、y2，其中，y1＝αpmaxlj/npm+βa+γx/n，y2＝αpminlj/npm+βb+γz/n，α、β、γ为加权因子且α+β+γ＝1，pm为历史预测时段内所计算出的最大波动差值，当所述fsc可变速抽水蓄能机组为发电状态时，a＝0，b＝pt-2/pe；当所述fsc可变速抽水蓄能机组为电动状态时，a＝pt-2/pe，b＝0，t为采样点个数，pt-2为所述fsc抽水蓄能机组在上一预测时段的倒数第三个采样点的实时功率，pe为所述fsc可变速抽水蓄能机组的额定功率；
当y1＜y2时，所述目标输出功率值pg＝pmax；当y1＞y2时，所述目标输出功率值pg＝pmin；当y1＝y2时，所述目标输出功率值pg与上一预测时段赋值规则保持一致。
优选的，计算波动误差|pi-pmax|不在所述fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数x，并计算波动误差|pi-pmin|不在所述fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数z，包括：
令x＝0、z＝0，并令i＝1；
判断|pi-pmax|是否在所述fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，并判断|pi-pmin|是否在所述fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内；
当|pi-pmax|不在所述fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内时，令x＝x+1，当|pi-pmin|不在所述fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内时，令z＝z+1；
令i＝i+1，并判断i是否大于n，若否，则执行判断|pi-pmax|是否在所述fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，并判断|pi-pmin|是否在所述fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的步骤，若是，则结束。
优选的，根据所述目标输出功率值、所述光伏电站的实时功率、及所述fsc可变速抽水蓄能机组的功率数据，计算所述fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值，包括：
当所述目标输出功率值pg＝pmax时，计算得到δp1＝pg-pss，若|δp1|＞pfmax，则令pref＝pfmax，若|δp1|≤pfmax，则判断pfmin、|δp1|、pfmax是否满足pfmin＜|δp1|＜pfmax，若满足，则令pref＝|δp1|，若不满足，则令pref＝pfmin，其中，pss为所述光伏电站的实时功率，pref为所述fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值，pfmax为所述fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时的功率上限，pfmin为所述fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时的功率下限；
当所述目标输出功率值pg＝pmin时，计算得到δp1＝pg-pss，若|δp1|＞pcmax，则令pref＝pcmax，若|δp1|≤pcmax，则判断pcmin、|δp1|、pcmax是否满足pcmin＜|δp1|＜pcmax，若满足，则令pref＝|δp1|，若不满足，则令pref＝pcmin，其中，pcmax为所述fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时的功率上限，pcmin为所述fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时的功率下限。
优选的，还包括：
根据所述目标输出功率值、所述光伏电站在多个所述预测时段内的输出功率最大值及梯级水电站调度指令功率，计算所述梯级水电站的功率指令值；
将所述功率指令值发送给所述梯级水电站，以使所述梯级水电站对所述光伏电站进行二次平抑。
优选的，根据所述目标输出功率值、所述光伏电站在多个所述预测时段内的功率最大值、及梯级水电站调度指令功率，计算所述梯级水电站的功率指令值，包括：
利用δp2＝pdmax-pg+pd得到所述梯级水电站的功率指令值δp2，其中，pdmax为所述光伏电站在多个所述预测时段内的功率最大值，pg为所述目标输出功率值，pd为所述梯级水电站调度指令功率。
一种光伏功率调节装置，包括：
第一计算模块，用于利用预测时段内各预测点的气象预测数据计算光伏电站在各所述预测点的输出功率；
第二计算模块，用于根据各所述预测点的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及功率数据，计算所述光伏电站在所述预测时段内的目标输出功率值；
第三计算模块，用于根据所述目标输出功率值、所述光伏电站的实时功率及所述fsc可变速抽水蓄能机组的功率数据，计算所述fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值；
第一发送模块，用于将所述功率指令值发送给所述fsc可变速抽水蓄能机组，以使所述fsc可变速抽水蓄能机组对所述光伏电站进行一次平抑。
一种光伏功率调节设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
控制器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的光伏功率调节方法的步骤，其中，所述控制器包括dsp控制器和fpga控制器。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器执行时实现如上述任一项所述的光伏功率调节方法的步骤。
本发明提供了一种光伏功率调节方法、装置、设备及计算机可读存储介质，其中，该方法包括：利用预测时段内各预测点的气象预测数据计算光伏电站在各预测点的输出功率；根据各预测点的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及功率数据，计算光伏电站在预测时段内的目标输出功率值；根据目标输出功率值、光伏电站的实时功率及fsc可变速抽水蓄能机组的功率数据，计算fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值；将功率指令值发送给fsc可变速抽水蓄能机组，以使fsc可变速抽水蓄能机组对光伏电站进行一次平抑。
本申请公开的上述技术方案，利用预测时段内各预测点的气象预测数据计算光伏电站的输出功率，并根据所计算出的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及功率数据得到光伏电站在预测时段内的目标输出功率值，然后，根据目标输出功率值、光伏电站的实时功率及fsc可变速抽水蓄能机组的功率数据计算fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值，并利用fsc可变速抽水蓄能机组有功功率的快速调节能力来对光伏电站的输出功率进行一次平抑，以获得较为平滑的光伏输出功率，从而减少光伏输出功率的波动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种光伏功率调节方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的当fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时确定其功率指令值的具体流程图；
图3为本发明实施例提供的当fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时确定其功率指令值的具体流程图；
图4为本发明实施例提供的梯级水光蓄互补发电系统的结构示意图；
图5为所选取的光伏电站的输出功率波动图；
图6为fsc可变速抽水蓄能机组补偿功率波形图；
图7为一次平抑补偿后的效果图；
图8为晴天实验效果图；
图9为多云天实验效果图；
图10为本发明实施例提供的一种光伏功率调节装置的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种光伏功率调节设备的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的控制器与梯级水光蓄互补发电系统的连接示意图；
图13为本发明实施例提供的控制器的内部结构示意图；
图14为本发明实施例提供的dsp控制器、fpga控制器与内存共享模块的电路结构示意图；
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。
请参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种光伏功率调节方法的流程图，可以包括：
s11：利用预测时段内各预测点的气象预测数据计算光伏电站在各预测点的输出功率。
获取光伏电站所处环境在预测时段内各预测点的气象预测数据，并利用预测时段内各预测点的气象预测数据，通过间接预测的方式计算出光伏电站在各预测点的输出功率。
其中，这里所提及的预测时段具体可以为未来5min内，或者未来其他合适时段内，预测点即为对预测时段进行划分所得到的预测时间点。
s12：根据各预测点的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及功率数据，计算光伏电站在预测时段内的目标输出功率值。
考虑到fsc(fullsizeconverter，全尺寸变流器)可变速抽水蓄能机组具有有功功率快速调节的特性和毫秒级响应能力，因此，则可以引入fsc可变速抽水蓄能机组并利用fsc可变速抽水蓄能机组来对光伏电站在预测时段内的输出功率进行调节。
具体地，在计算得到光伏电站的输出功率之后，则可以根据各预测点的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及其功率数据，计算光伏电站在预测时段内的目标输出功率值，以利用所得到的目标输出功率值作为参考值，从而便于fsc可变速抽水蓄能机组来对光伏电站的输出功率进行调节。
其中，fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态具体包括发电状态和电动状态。在保持fsc可变速抽水蓄能机组不会在电动状态和发电状态频繁切换的情况下，实现对光伏电站输出功率的调节。
s13：根据目标输出功率值、光伏电站的实时功率及fsc可变速抽水蓄能机组的功率数据，计算fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值。
采集光伏电站的实时功率，并根据计算得到的光伏电站在预测时段内的目标输出功率值、所采集到的光伏电站的实时功率、fsc可变速抽水蓄能机组自身的功率数据，计算得到fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值。
s14：将功率指令值发送给fsc可变速抽水蓄能机组，以使fsc可变速抽水蓄能机组对光伏电站进行一次平抑。
将所得到的功率指令值通过光纤通信等方式发送给fsc可变速抽水蓄能机组的现场控制单元，以使fsc可变速抽水蓄能机组根据功率指令值来对光伏电站在预测时段内的输出功率进行一次平抑。通过fsc可变速抽水蓄能机组的一次平抑可以补偿光伏输出功率较高且幅值较小的短时波动，以使光伏电站的输出功率在每个预测时段内近似为该光伏电站的目标输出功率值，即可以减少光伏输出功率的波动，以得到较为平滑、稳定的输出功率。
另外，由于fsc可变速抽水蓄能机组具体是通过物理储能的方式来对光伏电站的输出功率进行调节的，则在实际运行过程中不会因发生化学变化而出现爆炸等事故，因此，则可以提高光伏输出功率调节的安全性。而且由于是直接通过引入或改造fsc可变速抽水蓄能机组来进行光伏输出功率调节的，因此，则可以降低光伏输出功率调节的成本。并且fsc可变速抽水蓄能机组在调节时具体可以根据光伏电站的运行情况来在发电状态和电动状态之间切换，以满足光伏电站调节需求。除此之外，利用fsc可变速抽水蓄能机组进行光伏输出功率平抑还可以提高光伏能源的利用率，提高电能质量。
本申请公开的上述技术方案，利用预测时段内各预测点的气象预测数据计算光伏电站的输出功率，并根据所计算出的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及功率数据得到光伏电站在预测时段内的目标输出功率值，然后，根据目标输出功率值、光伏电站的实时功率及fsc可变速抽水蓄能机组的功率数据计算fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值，并利用fsc可变速抽水蓄能机组有功功率的快速调节能力来对光伏电站的输出功率进行一次平抑，以获得较为平滑的光伏输出功率，从而减少光伏输出功率的波动。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节方法，利用预测时段内各预测点的气象预测数据计算光伏电站在各预测点的输出功率，可以包括：
利用p＝eqaηgηtηfηk计算光伏电站在第i个预测点的输出功率pi；
其中，eq为太阳辐射强度，a为组件安装面积，ηg为组件转换效率，ηt为组件转换效率温度修正系数，ηf为组件安装方位角、倾角修正系数，ηk为逆变器效率系数，i＝1,2…n，n为预测时段内所包含的预测点的个数。
在计算光伏电站在各预测点的输出功率时，具体可以利用间接预测模型p＝eqaηgηtηfηk来计算光伏电站在第i个预测点的输出功率pi，i＝1,2…n，n为预测时段内所包含的预测点的个数。
在上述间接预测模型中，p为光伏电站的输出功率，eq为太阳辐射强度，a为组件安装面积，ηg为组件转换效率，ηt为组件转换效率温度修正系数，ηf为组件安装方位角修正系数，ηk为逆变器效率系数。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节方法，根据各预测点的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及功率数据，计算光伏电站在预测时段内的目标输出功率值，可以包括：
从p1、…、pn中选出输出功率最大值pmax、及输出功率最小值pmin，利用
计算波动差值|pi-pmax|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数x，并计算波动差值|pi-pmin|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数z，其中，i＝1,2…n；
建立光伏电站在预测时段内的目标功率决定函数y1、y2，其中，y1＝αpmaxlj/npm+βa+γx/n，y2＝αpminlj/npm+βb+γz/n，α、β、γ为加权因子且α+β+γ＝1，pm为历史预测时段内所计算出的最大波动差值，当fsc可变速抽水蓄能机组为发电状态时，a＝0，b＝pt-2/pe；当fsc可变速抽水蓄能机组为电动状态时，a＝pt-2/pe，b＝0，t为采样点个数，pt-2为fsc抽水蓄能机组在上一预测时段的倒数第三个采样点的实时功率，pe为fsc可变速抽水蓄能机组的额定功率；
当y1＜y2时，目标输出功率值pg＝pmax；当y1＞y2时，目标输出功率值pg＝pmin；当y1＝y2时，所述目标输出功率值pg与上一预测时段赋值规则值保持一致。
根据各预测点的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及功率数据，计算光伏电站在预测时段内的目标输出功率值的具体过程如下：
从所计算出的光伏电站在预测时段内的输出功率p1、…、pn中选出输出功率最大值pmax、及输出功率最小值pmin。当p＝pmax时，利用
在得到光伏电站在预测时段内的输出功率p1、…、pn之后，可以计算波动误差|pi-pmax|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数x，并计算波动误差|pi-pmin|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数z，i＝1,2…n。其中，波动差值|pi-pmax|、波动差值|pi-pmin|超过fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数越少，fsc可变速抽水蓄能机组越能完全补偿光伏电站的波动功率，该功率值就越适合作为光伏电站在预测时段内的目标输出功率值。
然后，引入加权因子α、β、γ，并根据pmaxlj、pminlj、x、z建立光伏电站在预测时段内的目标功率决定函数y1、y2：y1＝αpmaxlj/npm+βa+γx/n，y2＝αpminlj/npm+βb+γz/n。在y1和y2中，加权因子α、β、γ具体是根据光伏电站的历史数据利用优化算法不断优化、改进得到的，并且满足α+β+γ＝1；a和b的取值与fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态相关，具体地，当fsc可变速抽水蓄能机组为发电状态时，a＝0，b＝pt-2/pe，当fsc可变速抽水蓄能机组为电动状态时，a＝pt-2/pe，b＝0，其中，t为采样点个数，其为大于2的正整数，pt-2为fsc抽水蓄能机组在上一预测时段的倒数第三个采样点的实时功率，pe为fsc可变速抽水蓄能机组的额定功率，需要说明的是，这里所提及的采样点指的是采集fsc抽水蓄能机组的实时功率所对应的时间点，也就是说，在采样点所采集的是fsc抽水蓄能机组的实时功率；pm为历史预测时段内所计算出的最大波动差值，其中，历史预测时段即为当前预测时段之前的所有预测时段，也就是说，pm为当前预测时段之前的所有预测时段内所计算出的波动差值|pi-pmax|、及波动差值|pi-pmin|中的最大值。
由于y1、y2两函数的变量越小，获得的功率值越适合作为光伏电站在预测时段内的目标输出功率值，所以：当y1＜y2时，则选用pmax作为光伏电站在预测时段内的目标输出功率值pg；当y1＞y2时，则选用pmin作为光伏电站在预测时段内的目标输出功率值pg；当y1＝y2时，为了不频繁改变fsc可变速抽水蓄能机组的运行工况，所述目标输出功率值pg与上一预测时段赋值规则值保持一致，也就是说，若光伏电站在上一预测时段内的目标输出功率值等于pmax，则光伏电站在当前预测时段内的目标输出功率值pg就等于当前预测时段内所计算出的pmax；若光伏电站在上一预测时段内的目标输出功率值等于pmin，则光伏电站在当前预测时段内的目标输出功率值pg就等于当前预测时段内所计算出的pmin。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节方法，计算波动误差|pi-pmax|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数x，并计算波动误差|pi-pmin|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的次数z，可以包括：
令x＝0、z＝0，并令i＝1；
判断|pi-pmax|是否在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，并判断|pi-pmin|是否在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内；
当|pi-pmax|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内时，令x＝x+1，当|pi-pmin|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内时，令z＝z+1；
令i＝i+1，并判断i是否大于n，若否，则执行判断|pi-pmax|是否在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，并判断|pi-pmin|是否在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的步骤，若是，则结束。
在计算x和z时，具体可以按照如下步骤进行计算：
步骤1：令x＝0、z＝0、i＝1；
步骤2：判断波动差值|pi-pmax|是否在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，并判断波动差值|pi-pmin|是否在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内；
步骤3：若波动差值|pi-pmax|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，则令x＝x+1，若波动差值|pi-pmax|处于fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，则不对x进行操作；若波动差值|pi-pmin|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，则令z＝z+1，若波动差值|pi-pmin|处于fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，则不对z进行操作；
步骤4：令i＝i+1，并判断i是否大于n，若否，则返回步骤2，若是，则结束。
上述方式可以有序地对数据进行处理，并且可以快速、高效地得到x和z的具体值。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节方法，根据目标输出功率值、光伏电站的实时功率、及fsc可变速抽水蓄能机组的功率数据，计算fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值，可以包括：
当目标输出功率值pg＝pmax时，计算得到δp1＝pg-pss，若|δp1|＞pfmax，则令pref＝pfmax，若|δp1|≤pfmax，则判断pfmin、|δp1|、pfmax是否满足pfmin＜|δp1|＜pfmax，若满足，则令pref＝|δp1|，若不满足，则令pref＝pfmin，其中，pss为光伏电站的实时功率，pref为fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值，pfmax为fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时的功率上限，pfmin为fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时的功率下限；
当目标输出功率值pg＝pmin时，计算得到δp1＝pg-pss，若|δp1|＞pcmax，则令pref＝pcmax，若|δp1|≤pcmax，则判断pcmin、|δp1|、pcmax是否满足pcmin＜|δp1|＜pcmax，若满足，则令pref＝|δp1|，若不满足，则令pref＝pcmin，其中，pcmax为fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时的功率上限，pcmin为fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时的功率下限。
当目标输出功率值pg＝pmax时，即当fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时，得到目标输出功率值pg与光伏电站的实时功率pss的差值δp1，判断|δp1|是否大于fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时的功率上限pfmax，若|δp1|＞pfmax，则令fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值pref等于pfmax，若|δp1|≤pfmax，则判断pfmin、|δp1|、pfmax三者之间是否满足pfmin＜|δp1|＜pfmax，若满足，则令pref＝|δp1|，若不满足，则令pref＝pfmin，其中，pfmin为fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时的功率下限。具体可以参见图2，其示出了本发明实施例提供的当fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时确定其功率指令值的具体流程图。
当目标输出功率值pg＝pmin时，即当fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时，得到δp1＝pg-pss，其中，pss为光伏电站的实时功率，判断|δp1|是否大于fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时的功率上限pcmax，若|δp1|＞pcmax，则令pref＝pcmax，若|δp1|≤pcmax，则判断pcmin、|δp1|、pcmax是否满足pcmin＜|δp1|＜pcmax，若满足，则令pref＝|δp1|，若不满足，则令pref＝pcmin，其中，pcmin为fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时的功率下限。具体可以参见图3，其示出了本发明实施例提供的当fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时确定其功率指令值的具体流程图。
通过上述方式得到fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值pref，以便于fsc可变速抽水蓄能机组可以利用pref对光伏电站的输出功率进行一次平抑，以减少输出功率的波动。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节方法，还可以包括：
根据目标输出功率值、光伏电站在多个预测时段内的输出功率最大值及梯级水电站调度指令功率，计算梯级水电站的功率指令值；
将功率指令值发送给梯级水电站，以使梯级水电站对光伏电站进行二次平抑。
在利用fsc可变速抽水蓄能机组对光伏电站进行一次平抑的基础上，可以利用梯级水电站来对光伏电站进行二次平抑，即可以利用fsc可变速抽水蓄能机组、梯级水电站及光伏电站形成梯级水光蓄互补发电系统，以利用fsc可变速抽水蓄能机组及梯级水电站来对光伏电站进行调节，从而解决光伏输出功率波动的问题，以提高能源利用效率和电能质量。具体参见图4，其示出了本发明实施例提供的梯级水光蓄互补发电系统的结构示意图，其可以在保证梯级水电站不频繁调节的情况下利用梯级水电站来实现二次平抑，以提高调节的稳定性，并提高平抑效果。另外，需要说明的是，图4中示出的流域梯度具体为3级，当然，也可以为其他级，本申请对此不做任何限定。
利用梯级水电站来对光伏电站进行二次平抑的具体过程如下：获取梯级水电站调度指令功率，然后，根据计算得到的目标输出功率值、光伏电站在多个预测时段内的输出功率最大值、梯级水电站调度指令功率得到梯级水电站的功率指令值，并将功率指令值通过光纤通信等方式发送给梯级水电站的集控中心，通过集控中心分配各梯级水电站实发功率，以对光伏电站进行二次平抑，其中，多个预测时段具体可以为全天或其他时段。
其中，梯级水电站水库调蓄水能和水电机组具有相对快速调节有功功率的能力，因此，在一次平抑的基础上进行二次平抑之后，则可以进一步消除光伏输出功率波动幅值较大、波动频率较小且具有趋势性的波动，以使光伏电站的输出功率在工作时段内保持在某一恒值范围内。另外，由于可以直接利用光伏电站附近的梯级水电站来进行调节，因此，则可以保证调节的安全性，并且可以降低调节的成本。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节方法，根据目标输出功率值、光伏电站在多个预测时段内的功率最大值、及梯级水电站调度指令功率，计算梯级水电站的功率指令值，可以包括：
利用δp2＝pdmax-pg+pd得到梯级水电站的功率指令值δp2，其中，pdmax为光伏电站在多个预测时段内的功率最大值，pg为目标输出功率值，pd为梯级水电站调度指令功率。
具体可以通过δp2＝pdmax-pg+pd得到梯级水电站的功率指令值δp2，以进行二次平抑，其中，pdmax为光伏电站在多个预测时段内的功率最大值，pg为目标输出功率值，pd为梯级水电站调度指令功率。通过二次平抑之后，则可以将光伏电站的输出功率优化为水电一样的优质功率。
为了更清楚地对上述技术方案进行说明，则本申请以小金县某50mw光伏电站历史发电数据、小金川流域梯度为3级的某梯级水电站的机组为例，在matlab/simulink中搭建梯级水光蓄互补发电系统仿真平台。在该平台中，fsc可变速抽水蓄能机组的额定容量为5mw、光伏电站容量为50mw、梯级水电站总计容量为150mw，以验证本申请所提出的光伏电站平抑方法的有效性和合理性。
选取该光伏电站5min时段历史发电数据进行仿真，具体如图5所示，其示出了所选取的光伏电站的输出功率波动图，其具有小幅值、快速波动特征，采用本申请提出的调节方法控制fsc可变速抽水蓄能机组输出曲线(参见图6，其示出了fsc可变速抽水蓄能机组补偿功率波形图)实现对光伏短时波动的补偿，补偿后的效果如图7所示，其示出了一次平抑补偿后的效果图。由此可以看出，fsc可变速抽水蓄能机组能很好的对光伏输出功率波动进行第一次平抑。
实验选取该光伏电站某晴天与多云天(8小时)历史发电数据仿真，在一次平抑的基础上进行二次平抑，具体实验效果参见图8和图9，其中，图8示出了晴天实验效果图，图9示出了多云天实验效果图。由此可知，fsc可变速抽水蓄能机组及梯级水电站可以对光伏输出功率进行较好的平抑。
本发明实施例还提供了一种光伏功率调节装置，参见图10，其示出了本发明实施例提供的一种光伏功率调节装置的结构示意图，可以包括：
第一计算模块11，用于利用预测时段内各预测点的气象预测数据计算光伏电站在各预测点的输出功率；
第二计算模块12，用于根据各预测点的输出功率、fsc可变速抽水蓄能机组的运行状态及功率数据，计算光伏电站在预测时段内的目标输出功率值；
第三计算模块13，用于根据目标输出功率值、光伏电站的实时功率及fsc可变速抽水蓄能机组的功率数据，计算fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值；
第一发送模块14，用于将功率指令值发送给fsc可变速抽水蓄能机组，以使fsc可变速抽水蓄能机组对光伏电站进行一次平抑。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节设备，第一计算模块11可以包括第一计算单元，用于：利用p＝eqaηgηtηfηk计算光伏电站在第i个预测点的输出功率pi；其中，eq为太阳辐射强度，a为组件安装面积，ηg为组件转换效率，ηt为组件转换效率温度修正系数，ηf为组件安装方位角修正系数，ηk为逆变器效率系数，i＝1,2…n，n为预测时段内所包含的预测点的个数。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节设备，第二计算模块12可以包括第二计算单元，用于：从p1、…、pn中选出输出功率最大值pmax、及输出功率最小值pmin，利用
本发明实施例提供的一种光伏功率调节设备，第二计算单元可以包括第二计算子单元，用于：令x＝0、z＝0，并令i＝1；判断|pi-pmax|是否在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，并判断|pi-pmin|是否在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内；当|pi-pmax|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内时，令x＝x+1，当|pi-pmin|不在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内时，令z＝z+1；令i＝i+1，并判断i是否大于n，若否，则执行判断|pi-pmax|是否在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内，并判断|pi-pmin|是否在fsc可变速抽水蓄能机组功率上下限范围内的步骤，若是，则结束。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节设备，第三计算模块13可以包括第三计算单元，用于：当目标输出功率值pg＝pmax时，计算得到δp1＝pg-pss，若|δp1|＞pfmax，则令pref＝pfmax，若|δp1|≤pfmax，则判断pfmin、|δp1|、pfmax是否满足pfmin＜|δp1|＜pfmax，若满足，则令pref＝|δp1|，若不满足，则令pref＝pfmin，其中，pss为光伏电站的实时功率，pref为fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值，pfmax为fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时的功率上限，pfmin为fsc可变速抽水蓄能机组工作在发电状态时的功率下限；当目标输出功率值pg＝pmin时，计算得到δp1＝pg-pss，若|δp1|＞pcmax，则令pref＝pcmax，若|δp1|≤pcmax，则判断pcmin、|δp1|、pcmax是否满足pcmin＜|δp1|＜pcmax，若满足，则令pref＝|δp1|，若不满足，则令pref＝pcmin，其中，pcmax为fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时的功率上限，pcmin为fsc可变速抽水蓄能机组工作在电动状态时的功率下限。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节设备，还可以包括第四计算模块，用于：根据目标输出功率值、光伏电站在多个预测时段内的输出功率最大值及梯级水电站调度指令功率，计算梯级水电站的功率指令值；将功率指令值发送给梯级水电站，以使梯级水电站对光伏电站进行二次平抑。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节设备，第四计算模块可以包括第四计算单元，用于：利用δp2＝pdmax-pg+pd得到梯级水电站的功率指令值δp2，其中，pdmax为光伏电站在多个预测时段内的功率最大值，pg为目标输出功率值，pd为梯级水电站调度指令功率。
本发明实施例还提供了一种光伏功率调节设备，参见图11，其示出了本发明实施例提供的一种光伏功率调节设备的结构示意图，可以包括：
存储器21，用于存储计算机程序；
控制器22，用于执行计算机程序时实现上述任一种光伏功率调节方法的步骤，其中，控制器包括dsp控制器和fpga控制器。
在本申请中，利用dsp+fpga结构(digitalsignalprocessing，数字信号处理；field-programmablegatearray，现场可编程门阵列)的控制器实现上述任一种光伏功率调节方法的步骤。利用dsp强大的数据处理能力与高运行速度计算光伏电站在预测时段内的目标输出功率值，通过fpga进行多通道数据采集处理，并利用fpga专用硬件使各个事件同时执行的优点，同时计算fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值、梯级水电站的功率指令值。
参见图12，其示出了本发明实施例提供的控制器与梯级水光蓄互补发电系统的连接示意图，控制器包括内存共享模块，用于fpga控制器与dsp控制器之间控制信息(如fpga控制器获取的外部数据、dsp控制器计算的目标输出功率值)的交换，在两控制器间外部连接串口设有输入和输出控制寄存器作为内存共享单元。
参见图13，其示出了本发明实施例提供的控制器的内部结构示意图，其中，数据获取模块，用于基于多通道fpga采集所需的数据(如光伏电站的实时功率、光伏电站在预测时段内的气象数据)；光伏功率预测模块，用于从数据获取模块中获取数据，并输入间接预测模型，计算光伏电站在预测时段内的输出功率；光伏功率数据处理模块，用于对计算数据进行预处理，获得p1、…、pn、pmax、pmin；目标功率决定函数变量计算模块，计算pmaxlj、pminlj、x、z等变量值；目标功率决定函数设置模块，用于设置y1、y2，其包含决定因素变量值与加权因子；光伏电站目标输出功率计算模块，用于计算光伏电站的目标输出功率值；fsc可变速抽水蓄能机组控制模块，用于通过光伏电站的目标输出功率值与光伏电站的实时功率计算fsc可变速抽水蓄能机组的功率指令值，并通过光纤通信传递给fsc可变速抽水蓄能机组的控制单元来对机组进行控制；梯级水电站控制模块，用于计算梯级水电站的功率指令值，并通过光纤通信传递给梯级水电站的集控中心，通过集控中心对相应的各级水电站进行控制。
参见图14，其示出了本发明实施例提供的dsp控制器、fpga控制器与内存共享模块的电路结构示意图，fpga控制器u1型号为cyclone-ep1c12q240i8，ram共用信号存储单元(即内存共享模块)u2型号为cy7c1021，dsp控制器u3型号为tms320lf2407。fpga控制器引脚vccio#1-16为16位的地址信号，分别接到rama0-a15；vccio#17-33为16位数据信号，分别接到ramd0-d15。i2s_sclk、i2s_adcdat管脚用于i2s通信与电网交互信息。we、ps、rd、ds引脚输出ram的控制信号。fpga的10、30、31、40、52、69、71、80、89、91、96、102、109、111、142、150、151、171、190、192、199、205、210、212、221、230、232为接地管脚(图中未标出)，其中，fpga控制器与dsp控制器的供电电源包括两类，分别为5v和3.3v。dsp控制器引脚a0-a15为16位的地址信号，分别接到rama0-a15；d0-d15为16位数据信号，分别接到ramd0-d15；we、ps、rd、ds引脚输出ram的控制信号。另外，芯片cy2304si-1为时钟控制芯片。fpga复位模块，手动复位信号由开关产生经过电源管理芯片tps3305-33sd产生5v电压信号，经电压转换芯片sn74cbtd3384dbqr将5v信号转为3.3v信号送入fpga控制器，自动复位信号则直接经过模数转换芯片发送fpga控制器，由fpga控制器产生相应的响应。dsp复位模块，trset为dsp复位引脚，当该引脚接收到大于17微秒的低电平时dsp执行复位。
当然，dsp控制器、fpga控制器与内存共享模块也采用其他的连接方式，并且各个部件也可以采用其他类型的芯片，本申请对此不做任何限定。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被控制器执行时实现上述任一种光伏功率调节方法的步骤。
本发明实施例提供的一种光伏功率调节装置、设备及计算机可读存储介质中相关部分的说明请参见本发明实施例所提供的一种光伏功率调节方法中对应部分的详细说明，在此不再赘述。
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。另外，本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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