一種計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，其包括如下步驟：獲得光伏發(fā)電系統(tǒng)中負載隨時間變化的曲線Plo(t)和根據(jù)所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式獲得所述光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏電池的發(fā)電功率隨時間變化的曲線Ppv(t)；根據(jù)所述曲線Plo(t)和所述曲線Ppv(t)計算得到所述光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜的充放電功率隨時間變化的曲線P(t)；根據(jù)所述曲線P(t)計算所述儲能電池柜的實時電量以獲得所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)；根據(jù)所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)在時間上的分布獲得所述儲能電池柜的容量。該方法可以在系統(tǒng)設(shè)計階段確定儲能電池柜最合理的匹配容量，優(yōu)化了系統(tǒng)，降低了成本。
【專利說明】—種計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電量會隨著光照強度的變化而相應(yīng)發(fā)生改變,用電負載也處于不斷變化之中，從而導(dǎo)致儲能柜SOC (State of Charge,荷電狀態(tài))的變化。
[0003]儲能是光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，儲能環(huán)節(jié)的優(yōu)劣直接影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計的成敗。當儲能電池柜容量選取過小時，光伏系統(tǒng)發(fā)出的電更多的轉(zhuǎn)移到市網(wǎng)中去，同時也需要市網(wǎng)供給更多的電給用戶負載，使整個系統(tǒng)不能發(fā)揮最大的作用；而當容量選取過大時，由于目前儲能電池造價昂貴，必然會造成投資上的浪費。因此選擇最佳的儲能電池柜容量對光伏發(fā)電系統(tǒng)顯得尤為重要。
[0004]目前，在光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計時，一般根據(jù)光伏電池的總發(fā)電量、峰值發(fā)電量、負載總耗電量、負載峰值耗電量等數(shù)據(jù)進行簡單計算，再輔以設(shè)計者的經(jīng)驗確定系統(tǒng)中儲能柜的容量，無法使系統(tǒng)運轉(zhuǎn)達到最理想的狀態(tài)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點是，現(xiàn)有儲能電池柜容量大多根據(jù)設(shè)計者經(jīng)驗或是通過簡單的計算確定，設(shè)計者通過參考已經(jīng)投入使用的光伏發(fā)電系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況，以及新系統(tǒng)中相應(yīng)參數(shù)的變化(如光伏電池的發(fā)電功率、負載功率等)來確定新的光伏系統(tǒng)的儲能柜容量，系統(tǒng)的優(yōu)劣受設(shè)計者經(jīng)驗影響較大，且不可能做到整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)性能與經(jīng)濟性的完美結(jié)合。并且，由于在設(shè)計階段無法準確了解儲能柜容量對系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的影響，只能通過用戶對系統(tǒng)的使用過程中感知容量的選取是否恰當，投入使用后再想更改儲能電池容量必然會導(dǎo)致成本的增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0007]為此，本發(fā)明的目的在于提出了一種計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，該方法可以在系統(tǒng)設(shè)計階段確定儲能電池柜最合理的匹配容量，優(yōu)化了系統(tǒng)，降低了成本。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明的實施例提出的一種計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，包括如下步驟:
[0009]獲得光伏發(fā)電系統(tǒng)中負載隨時間變化的曲線Plo(t)和根據(jù)所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式獲得所述光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏電池的發(fā)電功率隨時間變化的曲線Ppv (t)；
[0010]根據(jù)所述曲線Plo(t)和所述曲線Ppv(t)計算得到所述光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜的充放電功率隨時間變化的曲線p(t)；
[0011]根據(jù)所述曲線P(t)計算所述儲能電池柜的實時電量以獲得所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)；
[0012]根據(jù)所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)在時間上的分布獲得所述儲能電池柜的容量。
[0013]根據(jù)本發(fā)明實施例的計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，通過采用仿真分析的方法用儲能電池柜模擬真實的光伏發(fā)電系統(tǒng)運作情況，可以在系統(tǒng)設(shè)計階段確定儲能電池柜最合理的匹配容量，優(yōu)化了光伏發(fā)電系統(tǒng)，降低了成本。并且可以對光伏發(fā)電系統(tǒng)進行定性分析，減少了設(shè)計者經(jīng)驗對光伏發(fā)電系統(tǒng)的影響。
[0014]在本發(fā)明的一個實施例中，所述儲能電池柜的實時電量根據(jù)以下公式計算得到:
[0015]

【權(quán)利要求】
1.一種計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，其特征在于，包括如下步驟: 獲得光伏發(fā)電系統(tǒng)中負載隨時間變化的曲線Plo(t)和根據(jù)所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式獲得所述光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏電池的發(fā)電功率隨時間變化的曲線Ppv(t)； 根據(jù)所述曲線Plo(t)和所述曲線Ppv(t)計算得到所述光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜的充放電功率隨時間變化的曲線P(t)； 根據(jù)所述曲線p(t)計算所述儲能電池柜的實時電量以獲得所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)； 根據(jù)所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)在時間上的分布獲得所述儲能電池柜的容量。
2.如權(quán)利要求1所述的計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，其特征在于，所述儲能電池柜的實時電量根據(jù)以下公式計算得到:
其中，Q為所述儲能電池柜的容量，Bsoctl為所述儲能電池柜的初始荷電狀態(tài)，P(t)為所述儲能電池柜的充放電功率隨時間變化的曲線，t為充放電時間，Qt為所述儲能電池柜的實時電量。
3.如權(quán)利要求2所述的計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，其特征在于，根據(jù)以下公式獲得所述儲能電池柜的荷電狀態(tài):
其中,Bsoct為所述儲能電池柜在t時刻的荷電狀態(tài),Q為所述儲能電池柜的容量,Qt為所述儲能電池柜的實時電量。
4.如權(quán)利要求3所述的計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，其特征在于，根據(jù)所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)在時間上的分布獲得所述儲能電池柜的容量，進一步包括: 分別獲得t時間內(nèi)所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)等于第一閾值和第二閾值的時間長度；根據(jù)所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)等于所述第一閾值時的時間長度和所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)等于所述第二閾值時的時間長度獲得比較參數(shù)； 根據(jù)所述比較參數(shù)獲得所述儲能電池柜的容量。
5.如權(quán)利要求4所述的計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，其特征在于，所述第一閾值為10%，所述第二閾值為90%。
6.如權(quán)利要求5所述的計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，其特征在于，所述比較參數(shù)根據(jù)以下公式計算得到:
其中，tBsu1:,=9Q。.。為所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)等于所述第二閾值時的時間長度， 所述儲能電池柜的荷電狀態(tài)等于所述第一閾值時的時間長度，λ為所述比較參數(shù)。
7.如權(quán)利要求4所述的計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，其特征在于，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式包括第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式、第四工作模式和第五工作模式，其中，當所述光伏電池的瞬時發(fā)電功率大于所述負載的瞬時消耗功率且所述儲能電池柜的當前荷電狀態(tài)小于所述第二閾值時，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式為所述第一工作模式；當所述光伏電池的瞬時發(fā)電功率大于所述負載的瞬時消耗功率且所述儲能電池柜的當前荷電狀態(tài)大于等于所述第二閾值時，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式為所述第二工作模式；當所述光伏電池的瞬時發(fā)電功率小于所述負載的瞬時消耗功率且所述儲能電池柜的當前荷電狀態(tài)大于所述第一閾值時，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式為所述第三工作模式；當所述光伏電池的瞬時發(fā)電功率小于所述負載的瞬時消耗功率且所述儲能電池柜的當前荷電狀態(tài)小于等于所述第一閾值時，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式為所述第四工作模式； 當所述光伏電池的瞬時發(fā)電功率等于所述負載的瞬時消耗功率時，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式為所述第五工作模式。
8.如權(quán)利要求7所述的計算光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能電池柜容量的方法，其特征在于，當所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式為所述第一工作模式時，所述光伏電池同時為所述負載和所述儲能電池柜供電； 當所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式為所述第二工作模式時，所述光伏電池同時為所述負載和市電電網(wǎng)供電； 當所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式為所述第三工作模式時，所述光伏電池和所述儲能電池柜同時為所述負載供電 ； 當所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式為所述第四工作模式時，所述光伏電池和所述市電電網(wǎng)同時為所述負載供電； 當所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作模式為所述第五工作模式時，所述光伏電池單獨為所述負載供電。
【文檔編號】H02J7/35GK104079233SQ201310098010
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月25日
【發(fā)明者】樊小爍, 王少鵬 申請人:北汽福田汽車股份有限公司