一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统，包括分别与储能控制器相连的储能单元和逆变器；储能控制器包括控制模块、光伏功率预测模块和DC-DC功率模块；控制模块用于调整储能单元的工作模式；光伏功率预测模块依据系统中光伏电池的输出功率进行光伏发电功率预测，并将功率预测值发送给逆变器。和现有技术相比，本发明提供的一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统，可以减小储能单元容量，提高储能利用率；使得储能单元不会频繁启动来补偿光伏电池和逆变器之间的功率差值，延长储能单元的使用寿命，平滑逆变输出曲线，减小对电网的冲击。
【专利说明】—种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混合储能光伏发电系统，具体涉及一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统。
【背景技术】
[0002]光伏发电系统并网工作时通过配置储能单元从而平抑功率波动，提高电网接纳能力。储能单元作为光伏发电系统的功率补偿装置，其输出功率的合理控制和对光伏功率的预测对光伏发电系统稳定运行至关重要。
[0003]配置储能单元时大部分光伏发电系统只对光伏组件的功率输出曲线进行简单的补偿，不具备完善的功率预测算法，当光伏能量的波动性大时所需配置的储能单元容量也较大，同时储能单元频繁地深度充放电，会严重影响储能单元的使用寿命及其能量利用率。
[0004]光伏功率预测方法包括统计方法和物理方法；统计方法是对历史数据进行统计分析，找出其内在规律并用于预测；物理方法是将气象预测数据作为输入，采用物理方程进行预测。光伏功率预测方式包括直接预测和间接预测；直接预测方式是直接对光伏电站的输出功率进行预测；间接预测方式是首先对地表辐照强度进行预测，然后根据光伏电站出力模型得到光伏电站的输出功率；从时间尺度上可以分为超短期功率预测和短期功率预测。超短期功率预测的时间尺度为30min-6h，短期功率预测的时间尺度一般为l_2d。现有技术中对光伏功率预测的研究主要侧重于光伏电站功率预测，以满足电网调度要求；然而现有的光伏功率预测算法，如BP神经网络、相似日典型趋势方法和最小二乘支持向量机方法的影响因素多、且对天气预测的准确性依赖太大、模型复杂，实用性不强；上述方法主要追求精确预测，平滑效果不佳，而在配置储能的光伏发电系统中，平滑光伏波动是最主要的任务，在此基础上跟踪短时的功率波动，以及精确的预测。因此，提供一种实用性强、平滑效果好的超短期功率预测方法显得尤为重要。
【发明内容】
[0005]为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统，所述系统包括分别与储能控制器相连的储能单元和逆变器；所述储能控制器包括控制模块、光伏功率预测模块和DC-DC功率模块；
[0006]所述控制模块用于调整所述储能单元的工作模式；所述光伏功率预测模块依据所述系统中光伏电池的输出功率进行光伏发电功率预测，并将功率预测值经过效率变换发送给所述逆变器。
[0007]优选的，所述储能单元包括超级电容和锂电池；所述DC-DC功率模块包括光伏电池DC-DC功率模块、超级电容DC-DC功率模块和锂电池DC-DC功率模块；
[0008]所述光伏电池DC-DC功率模块包括电压传感器和电流传感器，用于采集所述光伏电池的输出信号，并将所述输出信号发送到所述光伏功率预测模块；
[0009]优选的，所述光伏功率预测模块包括信号调理电路、光伏预测功率计算模块和数字信号处理电路；
[0010]所述信号调理电路对所述光伏电池的输出信号进行转换，并将转换后的输出信号发送到所述光伏预测功率计算模块；所述数字信号处理电路将所述光伏预测功率计算模块输出的功率预测值进行效率变换后作为功率输出指令发送到所述逆变器；
[0011]优选的，所述光伏预测功率计算模块采用趋势移动平均法对所述光伏电池的输出功率进行光伏发电功率预测，包括:
[0012]步骤1:采用趋势移动平均法获取所述光伏电池第i点输出功率的预测值p/，i=1，2，3...M，...，所述M依据实际检测要求人工设定；
[0013]步骤2:依据所述预测值p/获取所述逆变器的功率输出指令Pi。'；
[0014]若i = 1，2，则功率输出指令？^为第i点输出功率的实际值PiX η ；
[0015]若i = 3,则功率输出指令
【权利要求】
1.一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统，其特征在于，所述系统包括分别与储能控制器相连的储能单元和逆变器；所述储能控制器包括控制模块、光伏功率预测模块和DC-DC功率模块； 所述控制模块用于调整所述储能单元的工作模式；所述光伏功率预测模块依据所述系统中光伏电池的输出功率进行光伏发电功率预测，并将功率预测值经过效率变换发送给所述逆变器。
2.如权利要求1所述的一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统，其特征在于，所述储能单元包括超级电容和锂电池；所述DC-DC功率模块包括光伏电池DC-DC功率模块、超级电容DC-DC功率模块和锂电池DC-DC功率模块； 所述光伏电池DC-DC功率模块包括电压传感器和电流传感器，用于采集所述光伏电池的输出信号，并将所述输出信号发送到所述光伏功率预测模块。
3.如权利要求2所述的一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统，其特征在于，所述光伏功率预测模块包括信号调理电路、光伏预测功率计算模块和数字信号处理电路； 所述信号调理电路对所述光伏电池的输出信号进行转换，并将转换后的输出信号发送到所述光伏预测功率计算模块；所述数字信号处理电路将所述光伏预测功率计算模块输出的功率预测值进行效率变换后作为功率输出指令发送到所述逆变器。
4.如权利要求3所述的一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统，其特征在于，所述光伏预 测功率计算模块采用趋势移动平均法对所述光伏电池的输出功率进行光伏发电功率预测，包括: 步骤1:采用趋势移动平均法获取所述光伏电池第i点输出功率的预测值，i =1，2，3...M，...，所述M依据实际检测要求人工设定； 步骤2:依据所述预测值p/获取所述逆变器的功率输出指令Pi。'； 若i = 1，2，则功率输出指令？^为第i点输出功率的实际值Pi X η ； 若 i = 3，则功率输出指令 Pi。' =(2XPi_/ -Pi_2' ) X η ； 若i >4，则依据所述预测值Pi'分别获取第i点输出功率的趋势移动平均预测值pi(pi)以及偏差趋势移动平均预测值巧(吣，所述功率输出指令Pi。' = (Pi(pi)-ri(pi)) X η ； 其中，所述n为储能控制器的效率。
5.如权利要求4所述的一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统，其特征在于，采用趋势移动平均法获取所述趋势移动平均预测值Ρ?(ρυ=%+Ι^ΧΤ，所述％ =2Mi' -Mi"，所述 T = I，所述
6.如权利要求4所述的一种基于功率预测方法的混合储能光伏发电系统，其特征在于，采用趋势移动平均法获取所述偏差趋势移动平均预测值1^(吣=&&)+13&)\1'，所述 T = 1,所述 ai(r) = 2Mi(r) ' -Mi(r)"，所述
【文档编号】H02S10/20GK103762616SQ201410003036
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】林培峰, 梁适春, 牛萌, 刘海军 申请人:国家电网公司, 国网智能电网研究院, 中电普瑞科技有限公司