一种离网光伏电站负荷可用电量的预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种离网光伏电站负荷可用电量的预测方法，属于光伏电站技术领 域。
【背景技术】
[0002] 太阳能具有清洁、环保、取之不尽、用之不竭等优点，而光伏发电利用太阳能作为 发电能源，在太阳能领域中受到广泛青睐，并在世界各地迅猛发展。目前，我国也在诸多方 面对光伏电站的建设给予大力支持和政策优惠，尤其是在对离网发电的应用上，利用光伏 发电站为一些重要场所提供持续的电能，不仅有利于环境保护，也为用户安全、可靠的用电 提供了保障。但是，很多光伏电站的工作人员还缺乏对光伏发电站运行特性的深入了解，尤 其是对于光伏电站负荷用电量的预测不够准确，往往仅根据经验，不能掌握光伏发电站实 际可用的电量，从而不能指导负荷合理用电，这主要是由于工作人员对影响光伏电站负荷 用电量的因素考虑不全面造成的，从而导致很难准确的预测和评估光伏电站负荷的可用电 量。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种离网光伏电站负荷可用电量 的预测方法，用于解决无法准确预测光伏电站负荷可用电量的问题。
[0004] 本发明是通过如下方案予以实现的：
[0005] -种离网光伏电站负荷可用电量的预测方法，步骤如下：
[0006] 步骤1，计算所在地区的光伏电站的斜面上年平均峰值日照小时数和所述光伏电 站的装机容量，根据所述的光伏电站的斜面上年平均峰值日照小时数和所述光伏电站的装 机容量计算得到光伏电站的理论发电量；
[0007] 步骤2,理论发电量通过所述光伏发电站上的各个环节时会产生损耗，根据光伏电 站在各个环节的效率损耗值，计算求得所述光伏电站的实际发电量；
[0008] 步骤3,通过光伏电站的蓄电池的库伦效率和光伏电站的实际发电量，计算在不同 天气情况下，所述光伏电站负荷的可用电量。
[0009] 进一步的，所述的理论发电量wnv(t)(kWh)表达式为：
[0010]
[0011] 其中，Ft(t) =l-(tt-25)X0.5% ;仁是光伏发电站在t时亥IJ的温度修正因子；Fs 为光伏发电站上的积尘因子；F,为光伏电站系统的性能失配因子；F。为光伏电站由于其他 原因引起的输出功率下降因子；Ht(t)为光伏电站在t时刻的太阳能辐射强度（W/m2) ;H。为 1000W/m2,欧洲委员会定义的101标准的辐照强度；#为斜面上的峰值小时数；;^为光 伏电站的装机容量。
[0012] 进一步的，步骤2所属的效率损耗包括：所述光伏电站的光伏阵列、汇流箱、逆变 器以及交直流线路产生的效率损耗。
[0013] 进一步的，步骤2所述的实际发电量Ws的表达式如下：
[0014] ws= wptx ηιΧ η2χ n3
[0015] 其中，wp#光伏发电站的理论发电量；n:到n3依次为光伏发电站的光伏阵列、 汇流箱和直流线路产生的效率损耗。
[0016] 进一步的，所述步骤3中，天气情况为晴天时，负荷的可用电量表达式为：
[0017] Wfl=WsX1!逆Xη4
[0018] 其中，wss光伏发电站的实际发电量；η?为逆变器效率；η4为交流线损，
[0019] 进一步的，所述步骤3中，天气情况为晴天时，光伏电站持续为负荷供电；天气情 况为阴天时，光伏电站不进行发电，蓄电池为负荷供电，负荷的可用电量表达式为：
[0020]
[0021] 其中，W。为蓄电池的容量；SOC为放电深度；n为逆变器效率；山为阴雨天数。
[0022] 本发明和现有技术相比的有益效果是：
[0023] 以往对于光伏电站负荷的可用电量的预测考虑的不够全面，尤其是没有考虑到光 伏电站中蓄电池的容量对可用电量的影响，从而无法准确的评估离网光伏电站负荷的可用 电量，从而不能为用户提供安全可靠的用电。本发明提出了一种离网光伏电站负荷可用电 量的预测方法，充分考虑到光伏发电站中蓄电池的容量对光伏电站可用电量的影响，通过 仔细分析蓄电电池充电和放电的能力，对所在地区的光伏发电站负荷的可用电量进行准确 的预测和评估，这不仅可以保证光伏发电站可以长期稳定的运行，保证蓄电池的使用寿命， 还使用户更为准确的预测和掌握实际负荷的可用电量，从而合理安排不同负荷的用电需 求。
[0024] 本发明充分考虑到光伏电站对天气情况具有较大的依赖性，根据晴天和阴天不同 的天气状况，对所在地区的光伏发电站负荷的可用电量都进行了详细的分析，表明本发明 可以针对不同的天气状况和不同地区都可以实现对光伏电站负荷用电的准确预测。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明实施例的离网光伏电站负荷可用电量预测方法的流程图；
[0026] 图2是本发明实施例的离网光伏电站的系统示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明，本实施例中采用的光伏发 电站为150kW离网光伏发电站：
[0028] (一）、方法如下：
[0029] 步骤1，计算所在地区的光伏电站的斜面上年平均峰值日照小时数和所述光伏电 站的装机容量，根据所述的年平均峰值日照小时数和所述光伏电站的装机容量计算得到光 伏电站的理论发电量。
[0030] 步骤2,由于光伏电站在运行的过程中，各个环节会对获取的理论发电量造成损 耗。通过光伏电站产生的效率损耗值，根据获取的理论发电量，计算得到光伏电站的实际发 电量。
[0031] 步骤3,通过光伏电站的蓄电池的库伦效率和光伏电站的实际发电量，计算在不同 天气情况下，所述光伏电站负荷的可用电量。
[0032] (二）、下面对各个步骤进行具体的解释说明：
[0033] 步骤1中光伏电站的理论发电量的表达式为：
[0034]
⑴
[0035] 其中，Ft(t) =l-(tt_25)X0. 5% ;仁是光伏发电站在t时亥IJ的温度修正因子；FS 为光伏发电站上的积尘因子；F,为光伏电站系统的性能失配因子；F。为光伏电站由于其他 原因引起的输出功率下降因子；Ht(t)为光伏电站在t时刻的太阳能辐射强度（W/m2) ;H。为 1000W/m2,欧洲委员会定义的101标准的辐照强度；^为斜面上的峰值小时数；;^为光 -以a ' 伏电站的装机容量。
[0036] 所述光伏发电站接受的太阳能福射总量1^由直接太阳射福射量Hbt、天空散射福 射量Hdt和地面反射辐射量H组成。
[0037] 直接太阳射福射量Hbt的表达式为：
[0038] (2)
[0039] 其中，s为太阳电池组件倾角；δ为太阳赤炜；^为水平面上日落时角；hs'为倾斜 面上日落时角；L是光伏供电系统的当地炜度；H。为1000W/m2,欧洲委员会定义的101标准 的辐照强度。
[0040] 天空散射福射量Hdt的表达式为：
[0041]
(3)
[0042] 其中，Hb和!^分别为水平面上直接和散射辐射量；为大气层外水平面上太阳辐 射量；s为太阳电池组件倾角。
[0043] 地面反射福射量Hrt的表达式为：
[0044] Hrt= 0. 5pΗ〇 (1 -cos(s)) (4)
[0045]
[0046] 其中，Isc为太阳常数；可以取Isc= 1367瓦/米2;n为一年中的日序号；ωs为水 平面的日落时角；Φ为当地的地理炜度；δ为太阳赤炜角。
[0047] 本实施例中的150kW离网光伏发电站的理论发电量如表1所示：
[0048] 表1 :150kW离网光伏发电站的理论发电量
[0049