一种光伏储能系统的容量配置方法与流程

1.本发明涉及光伏储能技术领域，尤其是涉及一种光伏储能系统的容量配置方法。


背景技术：

2.近年来，世界范围内化石能源日益枯竭，环境污染问题日益严重，各国相继将目光投向新型清洁能源，发展扩大可再生能源的利用成为解决能源环境问题的必然选择。光伏发电系统以太阳能作为能量来源，通过硅电池将其转换为电能，具有绿色、清洁和永不衰竭的特点。
3.现有的技术中，电网的发展趋势是以坚强大电网为主干，辅以小而分散分布式供电，以减小由于局部故障引发的大面积停电危险；结合当地的自然资源，解决偏远地区缺电少电问题；以风、光为代表的可再生能源在电网中的渗透率逐步提高，以缓解雾霾、土地污染等日益严峻的环境问题。基于上述原因，发展光伏发电技术是解决电力需求是必要的途径。
4.光伏发电本身具有不稳定性，并网后会产生功率波动和能量缺失，并且光伏发电易受环境影响，其发电功率具有很大的波动性、随机性和间歇性，当光伏发电大规模接入电网时，其对电网的安全稳定运行将造成很大影响。为了平滑光伏系统出力的波动性，通常配以一定容量的储能系统，如何选取储能系统的容量，是当前亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种光伏储能系统的容量配置方法，其能够在光伏电站实际运行数据的基础上求解储能系统最优容量配置，以实现储能系统收益最大化，具有极大的经济推广价值。
6.本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种光伏储能系统的容量配置方法，包括以下步骤：
8.步骤一、计算出电网调度下达的平均日发电功率值，获取光伏出力幅频特征，根据所述光伏出力幅频特征，计算滤波截止频率；
9.步骤二、计算出光伏电站实际日平均发电功率曲线，获取储能额定功率，并根据储能额定功率计算储能额定容量；
10.步骤三、确定储能系统最大容量，再确定备选容量，从而计算各备选容量npv，确定储能系统最优容量；
11.步骤四、根据光伏电站的实际短路电流和所述实际开路电压，确定所述光伏电站的实际最大输出功率，根据所述实际最大输出功率配置所述光伏电站的容量。
12.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤一中，所述获取光伏出力幅频特征包括：获取光伏出力数据以及波动约束条件；根据所述光伏出力数据以及波动约束条件对光伏出力进行频谱分析；生成所述光伏出力幅频特征。
13.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤二中，汇总该光伏电站或
者临近相同装机容量光伏电站最近两年每个统计周期超短期功率预测数据p，剔除受限电、检修人为因素干扰的异常数据，将筛选后的每个统计周期的实际发电数据求平均值，得到光伏电站平均日发电功率曲线。
14.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤四中，确定所述光伏电站的实际短路电流的步骤包括：根据所述光伏电站比值、以及所述光伏电站在stc下的短路电流，确定所述光伏电站的实际短路电流。
15.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤四中，确定所述光伏电站实际开路电压的步骤包括：根据所述辐照度比值、所述光伏电站的热电压、所述光伏电站的饱和电流、以及所述光伏电站的实际短路电流，确定所述光伏电站的实际开路电压；
16.或者根据所述辐照度比值、所述光伏电站在stc下的开路电压、以及所述光伏电站的热电压，确定所述光伏电站的实际开路电压。
17.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：根据所述光伏出力幅频特征，计算滤波截止频率包括：根据所述光伏出力幅频特征，通过低通滤波建立添加储能后的幅频特征，根据所述建立添加储能后的幅频特征生成所述滤波截止频率。
18.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：当光伏电站的数量较少且建设规模不大时，规划方案的重点应该放在站点的地址选择上，恰当的站点选址能大幅度提高电网电能传输与分配的效率；
19.当光伏电站的建设规模较大时，规划方案的重点应该放在站点的容量规划上，恰当的容量分配能大幅度提高电网电能传输与分配的效率。
20.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述光伏储能系统包括锂电池和超级电容器；所述根据所述参考输出功率计算得到所述光伏储能系统的额定容量，包括：根据所述低频参考输出功率计算得到所述锂电池对应的额定容量，并根据所述高频参考输出功率计算得到所述超级电容器对应的额定容量。
21.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
22.本发明公开了一种光伏储能系统的容量配置方法，其在并网发电时，在满足电网调度功率需求的基础上，还具备平滑出力、电网调峰的功能。其中采用了获取光伏出力幅频特征，根据所述光伏出力幅频特征，计算滤波截止频率；计算出光伏电站实际日平均发电功率曲线，获取储能额定功率，并根据储能额定功率计算储能额定容量的方式，解决了现有技术中光伏储能系统的容量配置存在局限性，易被干扰，且准确性低的问题，提高储能电池的循环寿命，降低系统运行成本，为光伏电站的储能规划和发展提供参考。其能够在光伏电站实际运行数据的基础上求解储能系统最优容量配置，以实现储能系统收益最大化，具有极大的经济推广价值。
附图说明
23.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于
本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
25.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
27.实施例一：
28.参照图1，为本发明公开的一种光伏储能系统的容量配置方法，包括以下步骤：
29.步骤一、计算出电网调度下达的平均日发电功率值，获取光伏出力幅频特征，根据光伏出力幅频特征，计算滤波截止频率；
30.步骤二、计算出光伏电站实际日平均发电功率曲线，获取储能额定功率，并根据储能额定功率计算储能额定容量；
31.步骤三、确定储能系统最大容量，再确定备选容量，从而计算各备选容量npv，确定储能系统最优容量；
32.步骤四、根据光伏电站的实际短路电流和实际开路电压，确定光伏电站的实际最大输出功率，根据实际最大输出功率配置光伏电站的容量。
33.在步骤一中，获取光伏出力幅频特征包括：获取光伏出力数据以及波动约束条件；根据光伏出力数据以及波动约束条件对光伏出力进行频谱分析；生成光伏出力幅频特征。在步骤二中，汇总该光伏电站或者临近相同装机容量光伏电站最近两年每个统计周期超短期功率预测数据p，剔除受限电、检修人为因素干扰的异常数据，将筛选后的每个统计周期的实际发电数据求平均值，得到光伏电站平均日发电功率曲线。
34.在步骤四中，确定光伏电站的实际短路电流的步骤包括：根据光伏电站比值、以及光伏电站在stc下的短路电流，确定光伏电站的实际短路电流。在步骤四中，确定光伏电站实际开路电压的步骤包括：根据辐照度比值、光伏电站的热电压、光伏电站的饱和电流、以及光伏电站的实际短路电流，确定光伏电站的实际开路电压；或者根据辐照度比值、光伏电站在stc下的开路电压、以及光伏电站的热电压，确定光伏电站的实际开路电压。
35.根据光伏出力幅频特征，计算滤波截止频率包括：根据光伏出力幅频特征，通过低通滤波建立添加储能后的幅频特征，根据建立添加储能后的幅频特征生成滤波截止频率。
36.当光伏电站的数量较少且建设规模不大时，规划方案的重点应该放在站点的地址选择上，恰当的站点选址能大幅度提高电网电能传输与分配的效率；当光伏电站的建设规模较大时，规划方案的重点应该放在站点的容量规划上，恰当的容量分配能大幅度提高电网电能传输与分配的效率。
37.光伏储能系统包括锂电池和超级电容器；根据参考输出功率计算得到光伏储能系
统的额定容量，包括：根据低频参考输出功率计算得到锂电池对应的额定容量，并根据高频参考输出功率计算得到超级电容器对应的额定容量。
38.本实施例的实施原理为：本发明公开了一种光伏储能系统的容量配置方法，其在并网发电时，在满足电网调度功率需求的基础上，还具备平滑出力、电网调峰的功能。其中采用了获取光伏出力幅频特征，根据所述光伏出力幅频特征，计算滤波截止频率；计算出光伏电站实际日平均发电功率曲线，获取储能额定功率，并根据储能额定功率计算储能额定容量的方式，解决了现有技术中光伏储能系统的容量配置存在局限性，易被干扰，且准确性低的问题，提高储能电池的循环寿命，降低系统运行成本，为光伏电站的储能规划和发展提供参考。其能够在光伏电站实际运行数据的基础上求解储能系统最优容量配置，以实现储能系统收益最大化，具有极大的经济推广价值。
39.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。