一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法及設(shè)備，該方法包括：測(cè)量光伏組件的電壓、溫度，測(cè)量當(dāng)前水平面的總輻射度；獲取光伏組件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息；獲取所述光伏組件的系數(shù)，所述的系數(shù)包括電流溫度系數(shù)、輻射度系數(shù)、電壓溫度系數(shù)；根據(jù)所述的溫度、總輻射度、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息以及系數(shù)確定所述光伏組件的設(shè)備信息；根據(jù)所述光伏組件的設(shè)備信息確定所述光伏組件的電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)；根據(jù)所述光伏組件的電壓、電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)確定所述光伏組件的發(fā)電功率。實(shí)現(xiàn)了根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的溫度及輻照度信息獲取組件的發(fā)電功率，提高了預(yù)測(cè)精度。
【專利說(shuō)明】一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于新能源勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是關(guān)于大規(guī)模太陽(yáng)能發(fā)電的勘探技術(shù)，具體的講是一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能資源具有間歇性、周期性、波動(dòng)性等特點(diǎn)，對(duì)光伏組件發(fā)電效率進(jìn)行預(yù)測(cè)，有助于電力調(diào)度部門提前根據(jù)光伏發(fā)電功率及時(shí)調(diào)整調(diào)度計(jì)劃，保證發(fā)電質(zhì)量，同時(shí)可以根據(jù)預(yù)測(cè)的功率得出組件的發(fā)電效率，及時(shí)了解電站的運(yùn)行情況，減少不必要的損失。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，光伏組件生產(chǎn)廠家一般只提供太陽(yáng)電池組件在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(太陽(yáng)光強(qiáng)1000W/m2，電池溫度25°C)下的4個(gè)電氣參數(shù)，即Is。、V。。、Im和Vm?；跉庀笠氐墓夥娬景l(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟:a、獲取光伏電站所在地的氣象要素?cái)?shù)據(jù)的歷史記錄及與每一記錄相對(duì)的輸出功率山、將氣象要素?cái)?shù)據(jù)修正為光伏板直接數(shù)據(jù)；c、將修正后的氣象要素?cái)?shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將與氣象要素?cái)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的輸出功率作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；d、根據(jù)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)獲得光伏電站所在地在預(yù)測(cè)時(shí)間段的氣象要素?cái)?shù)據(jù)，并將氣象要素?cái)?shù)據(jù)修正為光伏板直接數(shù)據(jù)，生成修正后的氣象要素?cái)?shù)據(jù)；e、將步驟d所得的修正后的氣象要素?cái)?shù)據(jù)輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸出的數(shù)據(jù)即為該預(yù)測(cè)時(shí)間段的光伏電站的發(fā)電輸出功率。
[0004]上述的基于氣象要素的光伏電站發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)方法由于采用的是BP網(wǎng)絡(luò)，存在以下技術(shù)缺陷:
[0005](1)、BP算法學(xué)習(xí)過(guò)程收斂速度慢；
[0006](2)、用BP算法所得到的網(wǎng)絡(luò)性能差；
[0007](3)、因?yàn)檎`差平方和函數(shù)可能有局部極小點(diǎn)出現(xiàn)，故BP算法不是完備的；
[0008](4)、BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)率不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法及設(shè)備，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)光伏電站環(huán)境監(jiān)測(cè)儀實(shí)測(cè)組件溫度和輻射度，并且關(guān)聯(lián)光伏組件的設(shè)備信息預(yù)測(cè)出組件的發(fā)電功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的溫度及輻照度信息獲取組件的發(fā)電功率，提高了預(yù)測(cè)精度。
[0010]本發(fā)明的目的之一是，提供一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法，包括:測(cè)量光伏組件的電壓、溫度，測(cè)量當(dāng)前水平面的總輻射度；獲取所述光伏組件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息，所述的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息包括標(biāo)準(zhǔn)開路電壓、標(biāo)準(zhǔn)短路電流、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電流、標(biāo)準(zhǔn)溫度以及標(biāo)準(zhǔn)輻射度；獲取所述光伏組件的系數(shù)，所述的系數(shù)包括電流溫度系數(shù)、輻射度系數(shù)、電壓溫度系數(shù)；根據(jù)所述的溫度、總輻射度、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息以及系數(shù)確定所述光伏組件的設(shè)備信息；根據(jù)所述光伏組件的設(shè)備信息確定所述光伏組件的電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)；根據(jù)所述光伏組件的電壓、電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)確定所述光伏組件的發(fā)電功率。
[0011]本發(fā)明的目的之一是，提供了一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的設(shè)備，包括:測(cè)量裝置，用于測(cè)量光伏組件的電壓、溫度，測(cè)量當(dāng)前水平面的總輻射度；標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息獲取裝置，用于獲取所述光伏組件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息，所述的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息包括標(biāo)準(zhǔn)開路電壓、標(biāo)準(zhǔn)短路電流、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電流、標(biāo)準(zhǔn)溫度以及標(biāo)準(zhǔn)福射度；組件系數(shù)獲取裝置，用于獲取所述光伏組件的系數(shù)，所述的系數(shù)包括電流溫度系數(shù)、輻射度系數(shù)、電壓溫度系數(shù)；設(shè)備信息確定裝置，用于根據(jù)所述的溫度、總輻射度、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息以及系數(shù)確定所述光伏組件的設(shè)備信息；電壓電流系數(shù)確定裝置，用于根據(jù)所述光伏組件的設(shè)備信息確定所述光伏組件的電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)；發(fā)電功率確定裝置，用于根據(jù)所述光伏組件的電壓、電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)確定所述光伏組件的發(fā)電功率。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，提出一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法及設(shè)備，可以在僅有廠家提供的組件信息、實(shí)測(cè)的氣象信息、電壓、條件下計(jì)算出組件的發(fā)電效率，而以往的組件效率僅是針對(duì)于廠家提供的最大功率點(diǎn)的功率進(jìn)行的計(jì)算，相比之下，本發(fā)明提高了計(jì)算精度，改進(jìn)了以往對(duì)效率的計(jì)算方法，具有很高的工程實(shí)用意義。
[0013]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法的流程圖；
[0016]圖2為圖1中的步驟S104具體流程圖；
[0017]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法的實(shí)施方式二的流程圖；
[0018]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖5為圖4中的設(shè)備信息確定裝置400的具體結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的設(shè)備的實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖7為本發(fā)明提供的具體實(shí)施例中不同輻照度下的電壓電流曲線示意圖；
[0022]圖8為本發(fā)明提供的具體實(shí)施例中不同輻照度下的電壓功率曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0024]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方案，光伏組件生產(chǎn)廠家一般只提供太陽(yáng)電池組件在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(太陽(yáng)光強(qiáng)1000W/m2，電池溫度25°C)下的4個(gè)電氣參數(shù)，即Is。、V。。、Im和Vm。本發(fā)明根據(jù)廠家提供的這些參數(shù)建立一個(gè)實(shí)用、精確的工程簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，忽略一些次要因素的影響，并且引入相應(yīng)補(bǔ)償系數(shù)，得到任意太陽(yáng)光強(qiáng)和溫度下的太陽(yáng)電池非線性工程簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，從而獲取組件的ι-v曲線。
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法的流程圖，由圖1可知，該方法具體包括:
[0026]SlOl:測(cè)量光伏組件的電壓、溫度，測(cè)量當(dāng)前水平面的總輻射度。在具體的實(shí)施方式中，可通過(guò)智能電壓表采集光伏組件輸出電壓，記為V ;可通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀采集水平面上的總輻射度以及光伏組件的溫度，分別記為s、T。
[0027]S102:獲取所述光伏組件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息，所述的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息包括標(biāo)準(zhǔn)開路電壓、標(biāo)準(zhǔn)短路電流、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電流、標(biāo)準(zhǔn)溫度以及標(biāo)準(zhǔn)輻射度。在具體的實(shí)施方式中，標(biāo)準(zhǔn)開路電壓、標(biāo)準(zhǔn)短路電流、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電流分別記為Voc、Isc> Vm> IM。
[0028]S103:獲取所述光伏組件的系數(shù)，所述的系數(shù)包括電流溫度系數(shù)、輻射度系數(shù)、電壓溫度系數(shù)。光伏組件的電流溫度系數(shù)記為a，光伏組件的輻射度系數(shù)記為b，光伏組件的電壓溫度系數(shù)記為C。
[0029]S104:根據(jù)所述的溫度、總輻射度、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息以及系數(shù)確定所述光伏組件的設(shè)備信息。該步驟的具體流程圖如圖2所示，由圖2可知，該步驟具體包括:
[0030]S201:確定所述光伏組件的溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度的差值，得到溫度差值。在具體的實(shí)施方式中，所述光伏組件的溫度為T，標(biāo)準(zhǔn)溫度為Tkef，此處的標(biāo)準(zhǔn)溫度即為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的光伏組件的溫度，溫度差值為AT，則
[0031]Λ T=T-Tkef。
[0032]S202:確定所述光伏組件的輻射度與標(biāo)準(zhǔn)輻射度的差值，得到輻射度差值。在具體的實(shí)施方式中，所述光伏組件的總輻射度為S，標(biāo)準(zhǔn)輻射度為Skef，此處的標(biāo)準(zhǔn)輻射度即為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的光伏組件的輻射度，輻射度差值為Λ S，則
[0033]Λ S=S-Skef。
[0034]S203:根據(jù)所述的溫度差值、輻射度差值、標(biāo)準(zhǔn)開路電壓以及所述光伏組件的系數(shù)確定出所述光伏組件的開路電壓。在具體的實(shí)施方式中，所述光伏組件的開路電壓記為V' 0C，則:
[0035]Y' 0C=V0C.In (e+b Δ S).(1-c Δ Τ) ?
[0036]S204:根據(jù)所述的溫度差值、輻射度差值、標(biāo)準(zhǔn)短路電流以及所述光伏組件的系數(shù)確定出所述光伏組件的短路電流。在具體的實(shí)施方式中，所述光伏組件的短路電流記為I' SC，則:
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的方法，其特征是，所述的方法包括: 測(cè)量光伏組件的電壓、溫度，測(cè)量當(dāng)前水平面的總輻射度； 獲取所述光伏組件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息，所述的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息包括標(biāo)準(zhǔn)開路電壓、標(biāo)準(zhǔn)短路電流、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電流、標(biāo)準(zhǔn)溫度以及標(biāo)準(zhǔn)輻射度； 獲取所述光伏組件的系數(shù)，所述的系數(shù)包括電流溫度系數(shù)、輻射度系數(shù)、電壓溫度系數(shù)； 根據(jù)所述的溫度、總輻射度、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息以及系數(shù)確定所述光伏組件的設(shè)備信息； 根據(jù)所述光伏組件的設(shè)備信息確定所述光伏組件的電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)； 根據(jù)所述光伏組件的電壓、電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)確定所述光伏組件的發(fā)電功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的方法還包括: 對(duì)所述的電壓、溫度、水平面上的 總輻射度進(jìn)行預(yù)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，根據(jù)所述的溫度、總輻射度、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息以及系數(shù)確定所述光伏組件的設(shè)備信息具體包括: 確定所述光伏組件的溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度的差值，得到溫度差值； 確定所述光伏組件的輻射度與標(biāo)準(zhǔn)輻射度的差值，得到輻射度差值； 根據(jù)所述的溫度差值、輻射度差值、標(biāo)準(zhǔn)開路電壓以及所述光伏組件的系數(shù)確定出所述光伏組件的開路電壓； 根據(jù)所述的溫度差值、輻射度差值、標(biāo)準(zhǔn)短路電流以及所述光伏組件的系數(shù)確定出所述光伏組件的短路電流； 根據(jù)所述的溫度差值、輻射度差值、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電壓以及所述光伏組件的系數(shù)確定出所述光伏組件的最大功率點(diǎn)電壓； 根據(jù)所述的溫度差值、輻射度差值、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電流以及所述光伏組件的系數(shù)確定出所述光伏組件的最大功率點(diǎn)電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，根據(jù)所述光伏組件的設(shè)備信息確定出的所述光伏組件的電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，根據(jù)所述光伏組件的電壓、電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)確定出的所述光伏組件的發(fā)電功率為:
P=V*r sc*[l-a.(ee*v_l)] 其中，P為發(fā)電功率，V為光伏組件的電壓，e為自然對(duì)數(shù)。
6.一種測(cè)定光伏組件的發(fā)電功率的設(shè)備，其特征是，所述的設(shè)備包括: 測(cè)量裝置，用于測(cè)量光伏組件的電壓、溫度，測(cè)量當(dāng)前水平面的總輻射度； 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息獲取裝置，用于獲取所述光伏組件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息，所述的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息包括標(biāo)準(zhǔn)開路電壓、標(biāo)準(zhǔn)短路電流、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電流、標(biāo)準(zhǔn)溫度以及標(biāo)準(zhǔn)輻射度；
組件系數(shù)獲取裝置，用于獲取所述光伏組件的系數(shù)，所述的系數(shù)包括電流溫度系數(shù)、輻射度系數(shù)、電壓溫度系數(shù)； 設(shè)備信息確定裝置，用于根據(jù)所述的溫度、總輻射度、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息以及系數(shù)確定所述光伏組件的設(shè)備信息； 系數(shù)確定裝置，用于根據(jù)所述光伏組件的設(shè)備信息確定所述光伏組件的電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)； 發(fā)電功率確定裝置，用于根據(jù)所述光伏組件的電壓、電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)確定所述光伏組件的發(fā)電功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征是，所述的設(shè)備還包括: 預(yù)處理裝置，用于對(duì)所述的電壓、溫度、水平面上的總輻射度進(jìn)行預(yù)處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征是，所述的設(shè)備信息確定裝置具體包括: 溫度差值確定模塊，用于確定所述光伏組件的溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度的差值，得到溫度差值； 輻射度差值確定模塊，用于確定所述光伏組件的輻射度與標(biāo)準(zhǔn)輻射度的差值，得到輻射度差值； 開路電壓確定模塊，用于根據(jù)所述的溫度差值、輻射度差值、標(biāo)準(zhǔn)開路電壓以及所述光伏組件的系數(shù)確定出所述光伏組件的開路電壓； 短路電流確定模塊，用于根據(jù)所述的溫度差值、輻射度差值、標(biāo)準(zhǔn)短路電流以及所述光伏組件的系數(shù)確定出所述光伏組件的短路電流； 最大功率點(diǎn)電壓確定模塊，用于根據(jù)所述的溫度差值、輻射度差值、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電壓以及所述光伏組件的系數(shù)確定出所述光伏組件的最大功率點(diǎn)電壓； 最大功率點(diǎn)電流確定模塊，用于根據(jù)所述的溫度差值、輻射度差值、標(biāo)準(zhǔn)最大功率點(diǎn)電流以及所述光伏組件的系數(shù)確定出所述光伏組件的最大功率點(diǎn)電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征是，所述的電壓電流系數(shù)確定裝置確定出的所述光伏組件的電壓電流關(guān)系曲線的系數(shù)為:

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征是，所述的發(fā)電功率確定裝置確定出的所述光伏組件的發(fā)電功率為:
P=V*r sc*[l-a.(ee*v_l)] 其中，P為發(fā)電功率，V為光伏組件的電壓，e為自然對(duì)數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01R21/06GK103543327SQ201310491870
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】白愷, 宗瑾, 李智, 蘇曉東, 黃飛, 孫世穩(wěn) 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 南京東源電力科技有限公司