光伏電站電能采集系統(tǒng)的發(fā)電模型及參數(shù)率定.pdf

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1、第35卷第13期Vol.35No.132011年7月10日J(rèn)uly10,2011光伏電站電能采集系統(tǒng)的發(fā)電模型及參數(shù)率定1,23111章堅民,章謙之,王娜,鄭凌蔚,謝小高(1.杭州電子科技大學(xué),浙江省杭州市310017;2.浙江創(chuàng)維自動化工程有限公司,浙江省杭州市310012;3.山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院,山東省淄博市255049)摘要:并網(wǎng)光伏電站等新能源發(fā)電站的上網(wǎng)電量,享受特殊上網(wǎng)電價,必須完全從指定的一次能源所生產(chǎn)。無論電站的規(guī)模大小和并網(wǎng)電壓等級,其均應(yīng)接入電網(wǎng)公司已建成的電能采集系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏電站與

2、電網(wǎng)可能存在復(fù)雜的電力電量交換和結(jié)算關(guān)系,因此,除了對其上網(wǎng)功率、電氣量、電能量、電能質(zhì)量的常規(guī)監(jiān)視外,為防止計量差錯和不當(dāng)?shù)陌l(fā)電行為,還必須增加其光伏發(fā)電特性和最大可能發(fā)電功率的監(jiān)視,即建立全面、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的光伏電站發(fā)電模型。文中建立了基于廠家可提供靜態(tài)參數(shù)的光伏電池理論模型,并根據(jù)全站設(shè)備拓?fù)浣⒘巳镜墓夥l(fā)電模型,提出了基于歷史數(shù)據(jù)的模型率定參數(shù)識別方法。通過實(shí)際投運(yùn)的光伏電站的歷史數(shù)據(jù)演算,證明了率定后的模型具有較高的精度。關(guān)鍵詞:光伏電站;電能信息采集系統(tǒng);最大可能發(fā)電功率監(jiān)視;計量差錯防范;光伏電

3、池模型;發(fā)電模型;模型率定;模型驗(yàn)證0引言就是對其光伏發(fā)電生產(chǎn)過程進(jìn)行在線記錄,尤其是光伏源(日照、溫度)的采集,在電網(wǎng)監(jiān)視主站側(cè)建立面向電網(wǎng)的并網(wǎng)光伏電站監(jiān)視,應(yīng)從電網(wǎng)公司基于電站技術(shù)參數(shù)的發(fā)電模型,計算電站的最大可的角度出發(fā),采用經(jīng)濟(jì)、合適的技術(shù)和通信方式。而能出力,與雙向電能計量進(jìn)行復(fù)核和偏差分析;這些目前已有的國內(nèi)外研究,僅出于光伏電站運(yùn)行管理[1-4]數(shù)據(jù)的積累,也有利于電網(wǎng)公司掌握并網(wǎng)光伏能源的目的開發(fā)。的分布及特性、并網(wǎng)電站發(fā)電特性等。由于并網(wǎng)點(diǎn)以上電網(wǎng)的管理運(yùn)行方是電網(wǎng)公本文對光伏電站電能量采集系統(tǒng)進(jìn)

4、行設(shè)計分司,光伏電站要嚴(yán)格控制其輸出的電能質(zhì)量,并得到析,包括其采集內(nèi)容和采集手段、廠站集成方案、接嚴(yán)格的監(jiān)視和記錄,應(yīng)安裝A類電能質(zhì)量在線監(jiān)測入的電網(wǎng)主站系統(tǒng)與通信手段選擇等。特殊性研究[5]裝置。根據(jù)試行規(guī)范,大中型光伏電站(接入電壓主要針對光伏電站發(fā)電模型的設(shè)計、參數(shù)選擇和模為10kV及以上)要在線遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)到電網(wǎng)公司;小型率定。型光伏電站(接入電壓為380V)要就地進(jìn)行存儲,報電網(wǎng)公司調(diào)用。無論電站規(guī)模大小,均應(yīng)納入電1光伏電站電能信息采集系統(tǒng)網(wǎng)公司的電能量采集系統(tǒng)。1.1納入現(xiàn)有電能信息采集系統(tǒng)光伏電站在光伏

5、能源可獲取的情況下,為電網(wǎng)目前,電網(wǎng)公司建有2套電能信息采集系統(tǒng):一頂峰時輸送低碳電力,享受一定的高電價;為改善其套由調(diào)度部門負(fù)責(zé)建設(shè),面向變電站和有調(diào)度通信并網(wǎng)出力特性,應(yīng)配置儲能裝置,在夜間吸納電網(wǎng)低的發(fā)電廠,基于高速有線數(shù)據(jù)網(wǎng);另一套由營銷部門價谷電進(jìn)行儲能;光伏電站的逆變器也可兼容無功負(fù)責(zé)建設(shè),面向用戶側(cè),基于公共無線通用分組無線[6]補(bǔ)償功能,承擔(dān)電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化,獲取相應(yīng)利服務(wù)技術(shù)/碼分多址(GPRS/CDMA)數(shù)據(jù)網(wǎng)。對于益。因此,光伏電站與電網(wǎng)形成了較為復(fù)雜的電力一些在電網(wǎng)調(diào)度中無足輕重,或高速有線數(shù)

6、據(jù)網(wǎng)不電量交換和結(jié)算關(guān)系。能覆蓋、成本太高,而公共無線數(shù)據(jù)網(wǎng)可以覆蓋的電對于新能源或節(jié)能環(huán)保發(fā)電上網(wǎng)享受高電價的廠,如小水電、小熱電等,則采用公共無線(GPRS/電量,必須是從指定的一次能源所生產(chǎn)或?qū)儆谂浔菴DMA)數(shù)據(jù)網(wǎng)覆蓋。[7]的電量。由于進(jìn)出電價存在很大的差別,有必要對于大中型光伏電站,應(yīng)選擇納入調(diào)度部門的[8]防止計量差錯或防范不當(dāng)?shù)母`電行為。關(guān)鍵措施電能信息采集系統(tǒng);對于小型光伏電站,無調(diào)度通信需求且量大面廣,應(yīng)選擇采用公共無線(GPRS/收稿日期:2010-10-13;修回日期:2011-04-09。C

7、DMA)數(shù)據(jù)網(wǎng),納入營銷部門建立的用戶電能采集浙江省重大科技專項(xiàng)基金資助(2009C11G2040039)。系統(tǒng)。在主站側(cè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。)22)#綠色電力自動化#章堅民,等光伏電站電能采集系統(tǒng)的發(fā)電模型及參數(shù)率定1.2采集終端及集成方案對實(shí)際電站的電能生產(chǎn)過程模型進(jìn)行全面建在光伏電站側(cè)安裝采集終端,該終端可命名為模。以光伏電池廠家能提供參數(shù)的光伏電池理論模光伏并網(wǎng)采集終端(PVTU)。該終端也可以作為電型為基本單元,根據(jù)電池連接拓?fù)湫纬晒夥姵仃嚲W(wǎng)公司與光伏電站進(jìn)行信息交互的接口,如圖1列模型,經(jīng)逆變器后在交流側(cè)匯流

8、,經(jīng)過升壓變壓器所示。接入電網(wǎng)或直接接入電網(wǎng)。直流側(cè)匯流和交流側(cè)匯流,均存在難以確定的損耗或傳輸效率,應(yīng)采用統(tǒng)一率定參數(shù)通過歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行率定。2.2光伏電池模型文獻(xiàn)[9]以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字太陽電池陣列模擬器,通過查表法得到太陽電池陣列在各種日照強(qiáng)度和環(huán)境溫度下的電流)電壓(I-U)及功率)電壓(P-U)的特性;數(shù)據(jù)表格占用大量的存儲