光伏发电系统发电效率的检测方法及装置的制造方法_3

文档序号:9930802阅读:来源:国知局
S为倾斜面上太阳总辐照度;S REF为标准测试条件下的辐照度,一般为1000瓦每 平方米;a为光伏组件短路电流温度系数,可以通过光伏组件的出厂数据中获取;AT为当 前环境与标准测试条件下光伏组件温度的差。
[0168] 另外,在一实施例中,可以通过如下公式确定实测开路电压U'
[0169] U'oc= UocXln(e+bX A S) X (1-c AT)
[0170] 其中,U。。为标准测试条件下的开路电压;b为光伏组件峰值功率温度系数;c为光 伏组件开路电压温度系数;A S为当前环境与标准测试条件下辐照度的差。
[0171] 具体的,通过如下公式确定实测短路电流rsc:
[0172] I'sc= I scXS/SREFX (1+aX AT)
[0173] 其中,Is。为标准测试条件下的短路电流。
[0174] 另外,在一实施例中,还可以获取当前环境与标准测试条件下辐照度的差AS :
[0176] 此外,上述步骤101所监测的运行参数还包括光伏组件表面温度T。
[0177] 在一实施例中可以获取当前环境与标准测试条件下光伏组件温度的差AT :
[0178] A T = T-Tref
[0179] 其中,TREF为标准测试条件下的温度,一般为25摄氏度。
[0180] 此外,上述步骤101中监测的运行参数还可以包括水平面上太阳直接辐照度HB,水 平面上散射辐照度H d。
[0181] 在一实施例中,可以获取倾斜面上太阳总辐照度S :
[0183] 其中,RB为倾斜面上的直接辐射分量与水平面上直接辐射分量的比值;0 '为光伏 阵列倾角;P为地面反射率;H为水平面上总辐照度,可以通过辐照度计获取。
[0184] 上述的地面反射率P可以是不同类型地面的反射率,例如下表1所示:
[0185]
[0186] 另外,在一实施例中,还可以获取倾斜面上的直接辐射分量与水平面上直接辐射 分量的比值Rb:
[0188] 其中,巾为当地炜度;S为太阳赤炜;《ST为倾斜面上日落时角s为水平面上 日落时角。
[0189] 在一实施例中,还可以获取水平面上散射辐照度Hd:
[0190] Hd= H-Hb〇
[0191] 另外,还可以获取水平面上太阳直接辐照度Hb:
[0192] HB= EX sin a = EX cosz
[0193] 其中,E为法向太阳直接辐照度;a为太阳高度角;z为天顶距,z = 90-a。
[0194] 另外,在一实施例中,可以获取倾斜面上日落时角coST:
[0195] ?ST= min { ? s,cos 1 [tan (<}> - 0 ')X tan 5 ]} 0
[0196] 获取水平面上日落时角ws:
[0197] co s= cos 1 (-tan <}) X tan 8 ) 〇
[0198] 获取太阳赤炜S :
[0200] 其中,叫为一年中的日期序号,例如1月1日为ni= 1,1月2日为ni= 2,ni的取 值范围:1至365。
[0201] 为了便于本领域的技术人员更好的了解本发明,下面列举图1中所示的步骤 101-步骤110所实现的具体实例:
[0202] 在步骤101中的监测,可以是将光伏发电在线监测与效率评估系统部署在某大 型地面光伏电站内,例如G026光伏发电单元,能够实时监测分布在5个光伏组串,共计80 块光伏组件,以及HL030701-HL030716共计16个光伏组串的运行数据。同时,能够监测 G026-N01逆变器、直流配电柜和与之相连的7个汇流箱的运行数据情况,具体的监测情况 可以如图2所示。
[0203] 图3是某一时间对该光伏电站实时监测的5个光伏组串的效率评估结果,通过图3 可以得到组串HL370708的发电效率在时间11:30时前由90%左右突变为0%。同时,该组 串接入的汇流箱因为组串的效率改变,其自身运行效率也由99%下降至80%,如图4所示, 其中Combiner Box曲线为汇流箱的运行效率曲线;DC Power Distribution Cabinet曲线 为直流配电柜的运行效率曲线;Inverter曲线为逆变器的运行效率曲线。这样,通过本发 明能够及时发现该光伏组串以及接入汇流箱的运行效率的异常,之后在对出现缺陷的汇流 箱和光伏组串的检修后发现,引起光伏组串和汇流箱运行效率降低的原因是该组串接入汇 流箱的熔断器因为气温变化和电流发热而出现松动,产生火花逐渐拉弧熔断。可见,通过运 行效率的变化,能够及时发现光伏发电系统的问题。
[0204] 对应于上述图1的方法实施例,如图5所示,本发明实施例提供一种光伏发电系 统发电效率的检测装置,应用于一种光伏发电系统,该光伏发电系统包括逆变器、直流配电 柜、汇流箱和光伏组串,该光伏发电系统发电效率的检测装置包括:
[0205] 运行参数监测单元21,可以监测逆变器、直流配电柜、汇流箱和光伏组串的运行参 数。
[0206] 第一功率确定单元22,可以根据运行参数确定一段预设时间内各采样时间点的光 伏组串实际输出功率和光伏组串理论功率。
[0207] 光伏组串发电效率确定单元23,可以根据各采样时间点的光伏组串实际输出功率 和光伏组串理论功率,确定光伏组串发电效率。
[0208] 第二功率确定单元24,可以根据运行参数确定预设时间内各采样时间点的汇流箱 输入功率和汇流箱输出功率。
[0209] 汇流箱传输效率确定单元25,可以根据各采样时间点的汇流箱输入功率和汇流箱 输出功率,确定汇流箱传输效率。
[0210] 第一获取单元26,可以获取运行参数中的预设时间内各采样时间点的配电柜输入 功率和配电柜输出功率。
[0211] 配电柜传输效率确定单元27,可以根据各采样时间点的配电柜输入功率和配电柜 输出功率,确定配电柜传输效率。
[0212] 第二获取单元28,可以获取运行参数中的预设时间内各采样时间点的逆变器直流 输入功率和逆变器交流输出功率。
[0213] 并网逆变器转换效率确定单元29,可以根据各采样时间点的逆变器直流输入功率 和逆变器交流输出功率,确定并网逆变器转换效率。
[0214] 光伏发电系统发电效率确定单元30,可以根据光伏组串发电效率、汇流箱传输效 率、配电柜传输效率以及并网逆变器转换效率确定光伏发电系统发电效率。
[0215] 另外,该光伏发电系统发电效率确定单元30,具体可以通过如下公式确定光伏发 电系统发电效率npvs:
[0216] npvs= n psx ncbx npdx ninv
[0217] 其中,nps为光伏组串发电效率;n &为汇流箱传输效率;n pd为配电柜传输效率; n inv为并网逆变器转换效率。
[0218] 值得说明的是,本发明实施例提供的光伏发电系统发电效率的检测装置的具体实 现方式可以参见图1所示的方法的实施例,此处不再赘述。
[0219] 本发明实施例提供的光伏发电系统发电效率的检测装置,能够监测光伏发电系统 中的逆变器、直流配电柜、汇流箱和光伏组串的运行参数,并能够确定光伏组串发电效率、 汇流箱传输效率、配电柜传输效率以及并网逆变器转换效率,从而确定光伏发电系统发电 效率。这样,本发明能够及时获取光伏发电系统的发电效率,从而及时获知了光伏发电系统 中的发电设备的运行状态,避免了在光伏发电系统运行时,仅有对光伏发电系统的一些基 本参数的监控测量,而对光伏发电系统的发电效率并没有实时的获取和计算方式,无法及 时获知光伏发电系统中的发电设备的运行状态的问题。
[0220] 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。
[0221] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
[0222] 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。
[0223] 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。
[0224] 本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例 的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员, 依据本发明的思想,在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内 容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1. 一种光伏发电系统发电效率的检测方法,应用于一种光伏发电系统,所述光伏发电 系统包括逆变器、直流配电柜、汇流箱和光伏组串;其特征在于,所述方法包括: 监测所述逆变器、直流配电柜、汇流箱和光伏组串的运行参数; 根据所述运行参数确定一段预设时间内各采样时间点的光伏组串实际输出功率和光 伏组串理论功率; 根据各采样时间点的所述光伏组串实际输出功率和光伏组串理论功率,确定光伏组串 发电效率; 根
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