一种光伏发电系统的能效预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于光伏电站的能效分析技术，特别是关于一种光伏发电系统的能效预 测方法。
【背景技术】
[0002] 太阳能光伏发电是新能源的重要组成部分，被认为是当前世界上最有发展前景的 新能源技术，各发达国家均投入巨额资金竞相研究开发，并积极推进产业化进程，大力开拓 市场应用。在我国，太阳能光伏发电虽然只有小规模应用，但具有开发前景。相比传统发电 方式，太阳能光伏发电具有数量大、清洁、获取方便、时间长久的优点，是取之不尽，用之不 竭的理想能源。长远来看，太阳能将是未来人类主要的能源来源，据预计，2020年时光伏发 电在世界电力生产中所占比例将达1 %左右，到2050年时将占到25%。光伏发电正在快速进 入电力能源结构，并且将逐步成为其重要的组成部分。近年来光伏发电虽然从技术和市场 上都得到了飞速发展，太阳能的利用虽然无地域限制，随处可得，但目前光伏发电系统发电 效率偏低、发电成本偏高是光伏发电大规模推广应用的瓶颈。
【发明内容】
[0003] 本发明实施例提供了一种光伏发电系统的能效预测方法，以为未建光伏电站的建 站选址提供能效预测结果并作为理论参考，针对正常运行中的光伏电站，通过监测数据与 理论计算的对比，实现光伏电站运行状态的评估与故障诊断。
[0004] 为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种光伏发电系统的能效预测方法，该 能效预测方法包括：
[0005] 将光伏发电系统分为光伏阵列组件、直流线缆组件、光伏汇流箱组件及逆变器组 件，分别计算光伏阵列组件的输出功率、直流线缆组件的功率损耗、光伏汇流箱组件的功率 损耗及逆变器组件的功率损耗；
[0006] 根据光伏阵列组件的输出功率、直流线缆组件的功率损耗、光伏汇流箱组件的功 率损耗及逆变器组件的功率损耗计算光伏发电系统的能效。
[0007] -实施例中，计算光伏阵列组件的输出功率，包括：
[0008] 根据光伏阵列组件工程模型计算光伏阵列组件的最大输出功率；
[0009] 根据MPPT效率及所述最大输出功率计算光伏阵列组件的输出功率。
[0010] -实施例中，计算直流线缆组件的功率损耗，包括：
[0011] 根据所述光伏阵列组件的输出功率计算所述直流线缆组件的直流输出电流；
[0012] 根据所述直流输出电流计算直流线缆的压降与最大功率点电压的比值；
[0013] 根据光伏汇流箱的光伏组串的电流、光伏组串到汇流箱的电缆等效电阻及所述压 降与最大功率点电压的比值计算直流线缆组件的功率损耗。
[0014] -实施例中，计算光伏汇流箱组件的功率损耗，包括：
[0015] 根据防反二极管的数量、导通电流及通态压降计算所述光伏汇流箱组件中的防反 二极管的功率损耗。
[0016] -实施例中，该能效预测方法还包括；
[0017] 根据所述光伏阵列组件的输出功率及所述直流线缆组件的功率损耗计算直流线 缆组件输出功率。
[0018] -实施例中，该能效预测方法还包括:根据所述防反二极管的功率损耗及所述直 流线缆组件输出功率计算光伏汇流箱组件的输出功率。
[0019] -实施例中，计算逆变器组件的功率损耗，包括：
[0020] 根据逆变器的效率及所述光伏汇流箱组件的输出功率计算所述逆变器组件的功 inverterloss ：
[0021 ] Pinverterl OSS P * ( l_rlinv)；
[0022] 其中，lUnv为逆变器的效率，ninv = f (Pin)，Pin为逆变器输入功率，P为光伏汇流箱组 件的输出功率。
[0023] -实施例中，所述光伏阵列组件工程模型为：
[0024] 、
L V r ^. y _
[0025] 其中，T为修正温度，Im为最大功率点电流，Um为最大功率点电压，Tair是空气温度，k 为温度系数，S为光照辐射强度，Imrrf为最大功率参考电流，Umrrf为最大功率参考电压，Srrf为 参考光照幅度，T ref为参考温度，e为自然对数底数，a、b、c均为常数。
[0026] -实施例中，所述光伏阵列组件的输出功率
[0n?7i
[0028] 其中，riMPPT 为 MPPT 效率。
[0029] -实施例中，所述防反二极管的功率损耗PD为：
[0030]
[0031]其中，Nb为防反二极管的数量、If为导通电流，Vf为通态压降，P QUtS光伏阵列组件 的输出功率，Um为最大功率点电压，U。。为开路电压，为光伏阵列组件的瞬时最大输出功 宇? ^comhine'rloss 为光伏汇流箱的最大功率损耗。
[0032] -实施例中，所述光伏汇流箱组件的输出功率PS:
[0033]
[0034] 其中，为直流线缆的最大功率损耗；为光伏汇流箱的最大功率损 耗;Pi为直流线缆组件的功率损耗。
[0035] -实施例中，根据光伏阵列组件的输出功率、直流线缆组件的功率损耗、光伏汇流 箱组件的功率损耗及逆变器组件的功率损耗计算光伏发电系统的能效，包括：
[0036] 根据光伏阵列组件的输出功率、直流线缆组件的功率损耗、光伏汇流箱组件的功 率损耗及逆变器组件的功率损耗计算光伏发电系统的总输出功率：
[0037:
[0038] 根据所述总输出功率及光伏阵列组件的输出功率PQUt计算光伏发电系统的能效。
[0039] 通过本发明，可以为未建光伏电站的建站选址提供能效预测结果并作为理论参 考;针对正常运行中的光伏电站，通过监测数据与理论计算的对比，可实现光伏电站运行状 态的评估与故障诊断，为最大限度地利用光伏阵列所产生的能量提供依据。
【附图说明】
[0040] 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 发明的一些实施例，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 根据这些附图获得其他的附图。
[0041 ]图1为本发明实施例的能效预测方法流程图；
[0042]图2为本发明实施例的光伏发电系统结构图；
[0043] 图3为本发明实施例的光伏阵列组件的输出功率的计算方法流程图；
[0044] 图4为本发明实施例的直流线缆组件的功率损耗计算方法流程图。
【具体实施方式】
[0045]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。
[0046] 本发明实施例提供一种光伏发电系统的能效预测方法，如图1所示，该能效预测方 法包括：
[0047] S101:将光伏发电系统分为光伏阵列组件、直流线缆组件、光伏汇流箱组件及逆变 器组件，分别计算光伏阵列组件的输出功率、直流线缆组件的功率损耗、光伏汇流箱组件的 功率损耗及逆变器组件的功率损耗；
[0048] S102:根据光伏阵列组件的输出功率、直流线缆组件的功率损耗、光伏汇流箱组件 的功率损耗及逆变器组件的功率损耗计算光伏发电系统的能效。
[0049 ]光伏发电系统如图2所示，光伏发电系统包括:光伏电池阵列、直流线缆、光伏汇流 箱及光伏逆变器，各部分的电气端口特性、能效特性均受前级组件的影响，因此在分析光伏 发电系统的