非储能型可调度光伏电站的功率输出分配方法与流程

技术特征：

1.一种非储能型可调度光伏电站的功率输出分配方法，其特征在于，所述的功率输出分配方法为：

第一步，可调度控制器读取本光伏电站环境监测仪监测的风速、辐照度及风向数据，并依据环境监测仪监测到的风向，确定云移动经过光伏方阵的投影路径，并确定云投影路径中云移动进、出光伏方阵的两组光伏组串的位置和两组光伏组串之间的距离，通过检索云移动进、出的两组光伏组串历史输出电流的变化，分析云移动进、出两组光伏组串所输出的，时间间隔最短的两组相同的电流值，读取对应的时间戳，计算出云移动进、出光伏方阵所用的时间，由此得到云移动进、出的两组光伏组串的距离，计算出云的移动速度；

可调度控制器依据环境监测仪监测到的风向，在数据中心检索得到相邻光伏电站经纬度坐标、历史辐照度数据，计算本光伏电站的短期输出功率的预测值；

第二步，可调度控制器首先判断网络是否正常，当网络正常时，可调度控制器通过网络定时以15分钟尺度间隔在数据中心一次性下载0～24小时历史同期的有功功率和无功功率，存储到调度命令公共存储区；可调度控制器实时查询是否有上级调度命令，如果有上级调度命令则接收上级调度命令，并以15分钟尺度间隔读取调度命令数据，将所读取的数据替换调度命令公共存储区对应时间的数据；当网络不正常时，可调度控制器对调度命令公共存储区数据清零；

第三步，可调度控制器定时读取调度命令公共存储区的数据，并判断调度命令公共存储区数据是否为零；当判断调度命令公共存储区数据不为零时，基于视在功率²＝有功功率²+无功功率²的原理和并网点监测数据，依据可调度逆变器输出功率分配原则、短时功率预测数据及调度命令公共存储区数据，分析计算未来时间内的光伏电站可调度逆变器功率分配值。

2.按照权利要求1所述的非储能型可调度光伏电站的功率输出分配方法，其特征在于，所述的第一步中的光伏电站短期输出功率的预测，是通过分析未来云移动变化对光伏方阵接收辐照度f_zdy的影响，估算云移动对光伏方阵输出直流功率的变化，最终在不同时间条件约束下给出光伏方阵输出直流功率预测值P_dc，具体为：可调度控制器实时读取本地Y光伏电站环境监测仪的风速、辐照度f_zdy和风向F_YX数据，依据所监测的风向，确定云移动经过光伏方阵的投影路径，并确定云投影路径中，云移动进、出光伏方阵的两组光伏组串的位置，以及进、出的两组光伏组串之间的相对距离S_A-B，通过检索云移动进、出的两组光伏组串的历史输出电流变化，分析云移动进、出的两组光伏组串所输出的，时间间隔最短的两组相同的电流值，读取对应的时间戳，计算出云移动进、出光伏方阵的两组光伏组串所用的时间T_A-B，由云移动进、出的两组光伏组串的距离S_A-B，计算出云的移动速度U_A-B，U_A-B＝S_A-B/T_A-B；

可调度控制器利用风向F_YX数据，通过数据中心整合的光伏电站数据，检索风向F_YX方向区域内相邻X光伏电站的辐照度f_zdx和位置坐标，并通过本地Y光伏电站和X光伏电站的位置坐标计算两者之间的距离S_Y-X，利用云的移动速度U_A-B、太阳高度角、方位角、太阳时角及本地Y光伏电站规模参数，预测出未来15分钟内本地Y光伏电站的光伏方阵输出直流功率估算值P_dcy；

计算云从X光伏电站移动到本地Y光伏电站所需要的时间为：

t_s＝S_Y-X/U_A-B (1)

其中式(1)中，t_s为云从X光伏电站移动到本地Y光伏电站所需时间，U_A-B为云的移动速度，S_Y-X为X光伏电站与本地Y光伏电站之间的距离；

当云由X光伏电站向本地Y光伏电站移动的时间t_s≥15min时，为了计算在未来15分钟内云移动到本地Y光伏电站的时刻t_y＝t_d+15min，首先通过当前时刻t_d减去云移动所用的时间t_s-15min，由此获得未来15分钟云从X电站移动到达本地Y电站的时刻t_l，t_l＝t_d-t_s-15min；

可调度控制器读取数据中心存储的，在云到达本地Y电站的时刻t_lX光伏电站的历史辐照度f_zdx(t_l)，通过X光伏电站的坐标、时刻t_l的标准辐照度f_zdbx(t_l)，计算X光伏电站在时刻t_l被云遮挡损失的辐照度值f_zdz(t_l)：f_zdz(t_l)＝f_zdbx(t_l)-f_zdx(t_l)；

由此，通过本地Y光伏电站位置坐标，结合在数据中心检索到的未来15分钟时刻t_y的本地Y光伏电站的标准辐照度f_zdby(t_y)，t_y＝t_d+15min，利用X光伏电站被云遮挡损失的辐照度值f_zdz(t_l)，计算本地Y光伏电站在未来t_y时刻的光伏方阵输出直流功率估算值P_dcy：

P_dcy＝[f_zdby(t_y)-f_zdz(t_l)]×λA_Y (2)

式(2)中：A_Y为Y光伏电站的光伏方阵面积；λ为光伏组件转换效率；

当云由X光伏电站向本地Y光伏电站移动所需时间t_s≤15min时，可调度控制器读取数据中心存储的当前时刻t_dX光伏电站的辐照度f_zdx(t_d)数据，并利用X光伏电站坐标、当前时间t_d及标准辐照度f_zdbx(t_d)，计算X光伏电站被云遮挡损失的辐照度值f_zdz(t_d)：

f_zdz(t_d)＝f_zdbx(t_d)-f_zdx(t_d)

可调度控制器通过本地Y光伏电站的位置坐标，以及t_y＝t_d+t_s时刻的标准辐照度f_zdby(t_y)，利用X光伏电站被云遮挡损失的辐照度值f_zdz(t_d)，预测本地Y光伏电站在未来15分钟内t_y时刻的光伏方阵输出直流功率估算值P_dcy：

P_dcy＝[f_zdby(t_y)-f_zdz(t_d)]×λA_Y

光伏方阵未来发电效率预测值η为：

η＝P_dcy/P_dce (3)

式(3)中：P_dcy为光伏方阵未来输出直流功率估算值，P_dce为光伏方阵额定输出直流功率；由于可调度控制器每5分钟下发有功功率和无功功率分配值，所以当5min<t_s≤15min时，需考虑光伏方阵未来发电效率预测值η对光伏方阵输出功率预测值的实际影响，由此，分配到每台可调度逆变器的输入直流功率预测值为：

p_dc1＝ηp_dce1，p_dc2＝ηp_dce2，……，p_dcn＝ηp_dcen；

P d c = Σ n 1 p d c ( n ) - - - ( 4 ) ]]>

其中p_dce1、p_dce2、p_dcen分别为第一台、第二台、第n台可调度逆变器的额定输入直流功率，p_dc1、p_dc2、p_dcn分别为第一台、第二台、第n台可调度逆变器输入直流功率预测值，P_dc为光伏方阵输出直流功率预测值；

当t_s≤5min时，应综合考虑当前光伏方阵的瞬时输出功率对未来5分钟内输出直流功率预测值的实际影响，由此将光伏方阵输出直流功率估算值P_dcy与当前每台可调度逆变器瞬时输入直流功率p_dcs相加取平均，计算得到光伏方阵输出直流功率预测值P_dc：

P d c = 1 2 ( Σ n 1 p d c s ( n ) + P d c y ) - - - ( 5 ) ]]>

式(5)中，p_dcs1、p_dcs2、p_dcsn分别为第一台、第二台、第n台可调度逆变器的当前瞬时输入直流功率值。

3.按照权利要求1所述的非储能型可调度光伏电站的功率输出分配方法，其特征在于，所述的第二步中，首先判断网络是否正常；当网络正常时可调度控制器定时以15分钟尺度间隔在数据中心一次性下载本电站0～24小时历史同期有功功率和无功功率数据，以此作为历史同期有功功率P_tk和无功功率Q_tk调度命令，存储到调度命令公共存储区；实时查询上级下发调度命令数据，当查询到有上级下发调度命令数据时，接收上级调度命令，可调度控制器同样以15分钟尺度间隔读取有功功率P_tk和无功功率Q_tk的上级调度命令数据，并将此上级调度命令数据替换调度命令公共存储区存储的对应时间的历史同期有功功率P_tk和无功功率Q_tk调度命令数据，优先执行接收的上级调度命令；当网络不正常无法下载或接收数据中心数据和上级调度命令时，可调度控制器对调度命令公共存储区数据清零。

4.按照权利要求1所述的非储能型可调度光伏电站的功率输出分配方法，其特征在于，所述的第三步中，可调度控制器分别读取当前调度命令公共存储区存储的对应时间的有功功率和无功功率的输出数据，采集并网点监测的电压、电流、功率及功率因数，调取本光伏电站未来15分钟内光伏方阵输出直流功率预测值P_dc；并将未来15分钟内光伏方阵输出直流功率预测值P_dc量化分配到每台可调度逆变器直流输入端，量化分配值分别为p_dc1、p_dc2，……，p_dcn；

当可调度控制器判断调度命令公共存储区中的数据不为零时，依据直流功率²＝有功功率²+无功功率²的原理进行分析计算，给出上级调度命令或历史同期有功功率和无功功率的调度依据；

依据直流功率²＝有功功率²+无功功率²原理，给出上级调度命令或历史同期有功功率和无功功率调度依据的方法如下：

可调度控制器比较未来15分钟内光伏方阵输出直流功率预测值与上级调度命令或历史同期有功功率值、上级调度命令或历史同期无功功率值的关系：

(1)如

其中式(7)中：P_dc为未来15分钟内光伏方阵输出直流功率预测值；P_tk为上级调度命令或历史同期有功功率值；Q_tk为上级调度命令或历史同期无功功率值；

每台可调度逆变器输出功率分配方法为：

1)计算上级调度命令或历史同期无功功率Q_tk占有功功率P_tk与无功功率Q_tk之和的比例系数β：

β＝Q_tk/(P_tk+Q_tk) (8)

式(8)中：β为无功占调度命令(P_tk+Q_tk)的比例系数，也称为电站无功功率占比；

2)计算上级调度命令或历史同期有功功率P_tk、无功功率Q_tk与光伏电站未来15分钟内光伏方阵输出直流功率预测值P_dc的比例系数α：

α = P tk 2 + Q tk 2 / P dc - - - ( 9 ) ]]>

式(9)中：α为上级调度命令或历史同期有功功率P_tk、无功功率Q_tk与光伏电站未来15分钟内光伏方阵输出直流功率预测值P_dc的比例系数，也称为电站有功功率占比；

3)计算光伏电站未来15分钟内每台可调度逆变器在执行上级调度命令或按照历史同期无功功率输出的条件下最大有功功率分配值：

由式(8)和式(9)，则有每台可调度逆变器未来15分钟内输出有功功率和无功功率分配值分别为：

D_1Q＝αβp_dc1；

D_2Q＝αβp_dc2；

D_nQ＝αβp_dcn；

其中：D_1P、D_2P、D_nP分别为第一台、第二台、第n台可调度逆变器输出有功功率分配值；D_1Q、D_2Q、D_nQ分别为第一台、第二台、第n台可调度逆变器输出无功功率分配值；

(2)如每台可调度逆变器输出功率分配方法为：

1)判断光伏电站未来15分钟内光伏方阵输出直流功率预测值P_dc是否大于上级调度命令或历史同期无功Q_tk；

如P_dc≥Q_tk，则有：

电站有功功率占比

电站无功功率占比β＝Q_tk/P_dc (11)

2)确定每台可调度逆变器未来15分钟内有功功率和无功功率分配值分别为：

D_1P＝αp_dc1；D_1Q＝βp_dc1

D_2P＝αp_dc2；D_2Q＝βp_dc2

D_nP＝αp_dcn；D_nQ＝βp_dcn

3)判断光伏电站未来15分钟内光伏方阵输出直流功率预测值P_dc是否小于等于上级调度命令或历史同期无功Q_tk，即P_dc<Q_tk；

为确保执行上级调度命令或按照历史同期的光伏电站无功功率输出，每台可调度逆变器未来15分钟内分配有功功率调度值为：

D_1p＝0；

D_2p＝0；

……

D_np＝0；

每台可调度逆变器未来15分钟内分配无功功率调度值为：

D_1Q＝p_dc1；

D_2Q＝p_dc2；

……

D_nQ＝p_dcn；

(3)当可调度控制器无法接收到上级调度指令和历史同期分析数据时，可调度控制器不对可调度逆变器实施控制，可调度逆变器进入默认工作状态，执行最大有功功率输出。