一种逆变器最佳容量的确定方法及装置与流程

本发明涉及逆变器领域，特别涉及一种逆变器最佳容量的确定方法及装置。

背景技术：

在现有技术中，逆变器的容量都是按照光伏组件的容量按照1∶1或其他固定比例确定的，这些比例通常是一些经验值，在各种实际情况下，这样的逆变器容量并非是一个最佳值，其并不能实现电网系统的利润最大化。

技术实现要素：

为了解决以上存在的问题，本发明提出了一种逆变器最佳容量确定方法及装置，以确定逆变器的最佳容量，实现电网系统的利润最大化。

本发明一方面公开了一种逆变器最佳容量确定方法，所述方法包括：

根据光伏组件的相关参数计算逆变器容量；

以所述逆变器容量为初始值，按照设定的步长进行扰动；

计算扰动后的所述逆变器容量对应的交流侧发电量；

根据所述逆变器容量、逆变器价格、交流侧发电量以及电网电价建立逆变器收益与成本间的差值函数；

对所述函数求最大值，所述最大值对应的逆变器容量为所述逆变器的最佳容量。

优选的，所述根据光伏组件的相关参数计算逆变器容量包括；

计算光伏组件的有效辐射并根据测量的气象数据计算所述光伏组件的工作温度；

根据所述有效辐射和所述工作温度，计算所述光伏组件的输出功率；

对所述输出功率进行积灰修正、功率衰减并计算直流线路损耗得到所述逆变器容量。

优选的，所述步长根据所述逆变器容量的等级确定。

优选的，每一次扰动的所述步长不同。

优选的，根据所述逆变器容量、逆变器价格、交流侧发电量以及电网电价建立的收益与成本差值间函数关系：

逆变器的成本为C＝P*J，所述P为逆变器容量，所述J为逆变器的单瓦价格；

逆变器的收益H＝Q*D，所述Q为交流侧发电量，所述D为上网电价；

所述收益与成本差值间的函数关系为ΔH-ΔC。

本发明另一方面还公开了一种逆变器最佳容量确定装置，所述装置包括：

逆变器容量计算单元，用于根据光伏组件的相关参数计算逆变器容量；

扰动单元，用于以所述逆变器容量为初始值，按照设定的步长进行扰动；

交流侧发电量单元，用于计算扰动后的所述逆变器容量对应的交流侧发电量；

插值函数建立单元，用于根据所述逆变器容量、逆变器价格、交流侧发电量以及电网电价建立逆变器收益与成本间的差值函数；

最佳容量计算单元，用于对所述函数求最大值，所述最大值对应的逆变器容量为所述逆变器的最佳容量。

优选的，所述逆变器容量计算单元包括；

有效辐射计算单元，用于计算光伏组件的有效辐射；

工作温度计算单元，用于根据测量的气象数据计算所述光伏组件的工作温度；

光伏组件输出功率计算单元，用于根据所述有效辐射和所述工作温度，计算所述光伏组件的输出功率；

逆变器容量计算子单元，用于对所述输出功率进行积灰修正、功率衰减并计算直流线路损耗得到所述逆变器容量。

优选的，所述步长根据所述逆变器容量的等级确定。

优选的，每一次扰动的所述步长不同。

优选的，

逆变器的成本为C＝P*J，所述P为逆变器容量，所述J为逆变器的单瓦价格；逆变器的收益H＝Q*D，所述Q为交流侧发电量，所述D为上网电价；

所述收益与成本间的差值函数为ΔH-ΔC。

有益效果：本发明通过获取实际参数求解得到光伏组件的实际输入功率即逆变器的容量初始值，并采用扰动法改变逆变器容量值，计算对应的交流侧发电量，并结合成本确定利润最大化时对应的逆变器容量，以此容量作为逆变器最佳容量，实现了电网系统利润最大化。

附图说明

图1为本发明实施例一方法流程图；

图2为本发明实施例一中逆变器容量计算流程图；

图3为本发明实施例二中装置结构图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

我们知道，对于同一块光伏电池板来讲，在确定的周期内，其发出的电量是一定的，通过不同的逆变器后，根据逆变器的容量的不同，逆变器交流侧发出的电量是不同的，逆变器容量越大，成本越大；逆变器容量越小，交流侧发出的电量越小。为此，需要找到一个最佳的逆变器容量，使得收益(电量与电价的乘机)与成本只差即利润最大化。

对此，本发明提供一种逆变器最佳容量的确定方法及装置，以求解得到利润最大化时对应的逆变器容量作为最佳容量，从而实现利润最大化。

实施例一

本发明方法具体可以在计算机内部实现，可预先在计算机内部设置计算程序，在输入相关已知参数后，得到逆变器容量，并计算出交流侧总发电量。之后，建立成本和收益函数，运用扰动算法对逆变器容量进行扰动并计算相应的成本和收益，当收益与成本差值最大时，确定对应的逆变器容量为最佳容量。

其具体过程如图1所示：

S11、根据光伏组件的相关参数计算逆变器容量；

S12、以所述逆变器容量为初始值，按照设定的步长进行扰动；

S13、计算扰动后的所述逆变器容量对应的交流侧发电量；

S14、对逆变器收益与成本间的差值函数求最大值，所述最大值对应的逆变器容量为所述逆变器的最佳容量；所述函数根据所述逆变器容量、逆变器价格、交流侧发电量以及电网电价建立。

在上述步骤S11中，可输入的参数为气象数据、地理位置、光伏组件容量以及其他光伏组件参数，进行计算得到光伏组件直流侧发电功率即逆变器实际能达到的容量。根据该逆变器容量，由时间和功率积分，得出此容量对应的逆变器交流侧的发电量。

上述得到的逆变器容量在后续步骤中作为逆变器容量扰动的初始值，按照设定的步长进行扰动。关于该步长的设置，可以根据逆变器容量的等级进行设置。如针对微型逆变器(500W以内)，小型逆变器(500W到5kW)，中型逆变器(5kW到100kW)和大型逆变器(大于100kW)，逆变器容量扰动可以采用不同的步长进行扰动；当然也可以在同样等级容量的逆变器扰动中采取不同步长。步长越小，结果的精度越高。较优实施例中，步长的选择可使的最佳逆变器容量精度达到1％以上。

步骤S13中，扰动后的容量对应的交流侧发电量只要按照之前的方法即可，即对时间和功率进行积分得到对应的交流侧发电量。

步骤S14中，需要根据上述扰动算法，对不同容量的逆变器的收益与成本间的差值函数求最大值，所述最大值对应的逆变器容量为所述逆变器的最佳容量。

步骤S14中的所述差值函数根据所述逆变器容量、逆变器价格、交流侧发电量以及电网电价建立。具体如下：

假设逆变器容量为P，以此为变量建立逆变器成本C与收益H的关系式。

C＝P*J，所述J为逆变器的单瓦价格)；H＝Q*D，Q为交流侧总的发电量，D为上网电价。

不同的逆变器容量P1，P2………Pn，对应不同的逆变器成本C1，C2…………Cn，和不同的收益H1，H2……Hn。

采用做差的方式列出逆变器成本差值ΔC与收益差值ΔH的关系式：

ΔH-ΔC＝ΔQ*D-ΔP*J。

扰动逆变器容量，然后观测逆变器成本和收益的变化，找到ΔH-ΔC差值达到最大时的P值，该P值即为逆变器最佳容量Popt。

针对上述步骤中逆变器容量的计算，本发明提供了如下具体方式：

S21、计算光伏阵列有效辐射Etest：

Etest＝IAM/CosΦ，其中Φ为固定支架与地面的角度，IAM为水平面接收的太阳辐照度。

S22、使用测量的气象数据来计算光伏电池的工作温度Tcell：

Tcell＝TAir+NOCT-20Tcell＝TAir+(NOCT-20)*S/80。

其中TAir为环境温度；NOCT为太阳能电池标称工作温度。

S23、考虑阵列有效辐射和光伏电池工作温度后，计算出太阳能电池片实际工况的功率Pgrc：

Pgrc＝Pcell*1/(Etest/Egrc*(1-σ(Tgrc-Te)))。

S24、积灰修正：f soil

P＝Pgrc*f soil。

S25、修正组件功率衰减：

P＝Pgrc*f soil*f deg。

S26、直流线路损耗DC，从而计算出直流侧发电功率即逆变器容量：

P＝Pgrc*f soil*f deg*f DC。

需要说明的是，具体实施例中，可包括上述步骤S24-S26中的至少一个，且其计算顺序可以互相调换。本发明对此不做具体限制。

实施例二3

本发明提供的装置如图3所示，包括：

逆变器容量计算单元11，用于根据光伏组件的相关参数计算逆变器容量；

扰动单元12，用于以所述逆变器容量为初始值，按照设定的步长进行扰动；

交流侧发电量单元13，用于计算扰动后的所述逆变器容量对应的交流侧发电量；

插值函数建立单元14，用于根据所述逆变器容量、逆变器价格、交流侧发电量以及电网电价建立逆变器收益与成本间的差值函数；

最佳容量计算单元15，用于对所述函数求最大值，所述最大值对应的逆变器容量为所述逆变器的最佳容量。

优选实施例中，所述逆变器容量计算单元包括；

有效辐射计算单元，用于计算光伏组件的有效辐射；

工作温度计算单元，用于根据测量的气象数据计算所述光伏组件的工作温度；

光伏组件输出功率计算单元，用于根据所述有效辐射和所述工作温度，计算所述光伏组件的输出功率；

逆变器容量计算子单元，用于对所述输出功率进行积灰修正、功率衰减并计算直流线路损耗得到所述逆变器容量。

跟方法实施例类似，所述步长可根据所述逆变器容量的等级确定。如针对微型逆变器(500W以内)，小型逆变器(500W到5kW)，中型逆变器(5kW到100kW)和大型逆变器(大于100kW)，逆变器容量扰动可以采用不同的步长进行扰动；当然也可以在同样等级容量的逆变器扰动中采取不同步长。步长越小，结果的精度越高。较优实施例中，步长的选择可使的最佳逆变器容量精度达到1％以上。

针对该装置中涉及的差值函数，具体建立如下：

假设逆变器容量为P，以此为变量建立逆变器成本C与收益H的关系式。

C＝P*J，所述J为逆变器的单瓦价格)；H＝Q*D，Q为交流侧总的发电量，D为上网电价。

不同的逆变器容量P1，P2………Pn，对应不同的逆变器成本C1，C2…………Cn，和不同的收益H1，H2……Hn。

采用做差的方式列出逆变器成本差值ΔC与收益差值ΔH的关系式：

ΔH-ΔC＝ΔQ*D-ΔP*J。

扰动逆变器容量，然后观测逆变器成本和收益的变化，找到ΔH-ΔC差值达到最大时的P值，该P值即为逆变器最佳容量Popt。

本发明装置实施例可参考方法实施例内容，相关内容不再详述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。