专利名称：光伏电站发电输出功率预测方法
技术领域：
本发明涉及光伏发电技术领域，具体地说是一种光伏电站发电输出功率预测方法。
背景技术：
太阳能光伏发电是利用太阳能电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换为电能的一种发电形式。现阶段，太阳能的推广应用日益呈现方兴未艾的世界潮流，太阳能产业成为全球蓬勃兴起的新能源产业之一。开发利用清洁、安全、环保的太阳能成为人类社会缓解日益加剧的能源短缺的共同选择和治理严峻环境污染的有生力量。电网的稳定运行需要在供需双方之间保持一定的平衡，即根据用户的消耗变化，预先安排火电、水电等发电机组的开启和关停，从而相应地调整供应的总功率。由于光伏发电受天气的影响较大，且不能像火电及水电一样自由控制，所以光伏电站发电的输出功率具有剧烈变化及间歇性等特点。由此， 光伏电站并入电网必将对电网的平衡产生巨大影响。1)调峰问题。随着天气的变化，光伏电站的输出功率剧烈变化，严重影响电网的调峰；2)电网稳定问题。在电网发生大扰动时，光伏电站由于不具备低电压穿越能力，容易退出运行从而对电网带来二次冲击，影响电网的暂态稳定性；所以对光伏电站输出功率进行有效监测和预测，把光伏电站输出功率纳入电网的发电计划编制，并参与实时调度，是保证电网稳定经济运行的重要措施之一。从而能够实施发电运行自动控制，实现多元电源联合调度。太阳能光伏发电功率预测的研究起步较晚。德国、丹麦、日本、美国、法国和加拿大等国均进行过相关研究。主要是在全国范围设立太阳能资源监测点，收集太阳能资源数据， 并建立光伏发电功率预测模型，预测全国范围光伏发电出力的时空分布。国外虽然已经开展了太阳能资源布点监测和光伏电站功率预测系统的相关研究，但仍然属于起步阶段，目前还没有成熟的光伏电站功率预测系统方法。有鉴于此，本发明人积极加以研究和创设，以发明一种光伏电站发电输出功率预测方法，来实现对光伏电站输出功率的准确预测。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种光伏电站发电输出功率预测方法。本发明方法具有简单易行，准确度高的特点。为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案光伏电站发电输出功率预测方法，包括如下步骤a.根据数值天气预报获得光伏电站所在地在预测时间段的水平面总辐照强度和环境温度，并将水平面总辐照强度修正为光伏电池的有效辐照强度，将环境温度修正为光伏电池的有效温度；
b.根据已知的在有效温度为标准温度和有效辐照强度为标准辐照强度下单个光伏电池产生的短路电流得出在预测时间段的有效辐照强度及有效温度条件下单个光伏电池产生的短路电流及开路电压；c.根据步骤b得到的单个光伏电池在预测时间段产生的短路电流及开路电压，得出光伏电池的输出特性曲线，计算该输出特性曲线上的最大输出功率即为该光伏电池的输出功率，进而获得此时的最佳输出电流和最佳输出电压；d.根据光伏电站的光伏电池串并联的总个数及由步骤c得到的单个光伏电池的最佳输出电流和最佳输出电压得到光伏电站发电输出功率。进一步，通过如下公式将辐照强度修正为光伏电池的有效辐照强度 It
权利要求
1.光伏电站发电输出功率预测方法，其特征在于，包括如下步骤a.根据数值天气预报获得光伏电站所在地在预测时间段的水平面总辐照强度和环境温度，并将水平面总辐照强度修正为光伏电池的有效辐照强度，将环境温度修正为光伏电池的有效温度；b.根据已知的在有效温度为标准温度和有效辐照强度为标准辐照强度下单个光伏电池产生的短路电流得出在预测时间段的有效辐照强度及有效温度条件下单个光伏电池产生的短路电流及开路电压；c.根据步骤b得到的单个光伏电池在预测时间段产生的短路电流及开路电压，得出光伏电池的输出特性曲线，计算该输出特性曲线上的最大输出功率即为该光伏电池的输出功率，进而获得此时的最佳输出电流和最佳输出电压；d.根据光伏电站的光伏电池串并联的总个数及由步骤C得到的单个光伏电池的最佳输出电流和最佳输出电压得到光伏电站发电输出功率。
2.根据权利要求1所述的光伏电站发电输出功率预测方法，其特征在于，通过如下公式将辐照强度修正为光伏电池的有效辐照强度
3.根据权利要求1所述的光伏电站发电输出功率预测方法，其特征在于，通过如下公式将温度修正为光伏电池的有效温度T = Tair+K · S式中，T为光伏电池的有效温度，Tair为环境温度，S为光照强度，K为温度系数。
4.根据权利要求1所述的光伏电站发电输出功率预测方法，其特征在于，单个光伏电池产生的短路电流通过如下公式获得
5.根据权利要求1所述的光伏电站发电输出功率预测方法，其特征在于，单个光伏电池产生的开路电流通过如下公式获得
6.根据权利要求1所述的光伏电站发电输出功率预测方法，其特征在于，光伏电站发电输出功率通过如下公式获得Pmppa — Imppa · UmppA，其中，IMPPA — Impp · n，Umppa — Umpp · m_ (UDA+UWA)式中，Impp为单个光伏电池的最佳输出电流；η为光伏电池并联的个数 ’Uwp为单个光伏电池的最佳输出电压；m为光伏电池串联的个数；Uda为光伏阵列电路中阻塞二极管的压降； Uwa为光伏阵列电路中连接电阻的压降。
全文摘要
本发明公开了一种光伏电站发电输出功率预测方法，包括如下步骤a.根据数值天气预报获得光伏电站所在地在预测时间段的水平面总辐照强度和环境温度，并分别修正为光伏电池的有效辐照强度和有效温度；b.根据在标准温度和标准辐照强度下单个光伏电池产生的短路电流得出在预测时间段的单个光伏电池产生的短路电流及开路电压；c.根据步骤b得到的单个光伏电池在预测时间段产生的短路电流及开路电压，得出光伏电池的输出特性曲线，计算该输出特性曲线上的最大输出功率，进而获得此时的最佳输出电流和最佳输出电压；d.根据光伏电站的光伏电池串并联的总个数及最佳输出电流和输出电压得到光伏电站发电输出功率。本发明方法简单易行，准确度高。
文档编号H02N6/00GK102522917SQ20111036975
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者冯双磊, 刘纯, 卢静, 姜文玲, 张菲, 王伟胜, 王勃, 王晓蓉, 赵艳青, 车建峰 申请人:中国电力科学研究院