一种基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统，该系统分为数据采集端、数据处理端、数据交互端。通过数据采集端获取分布式光伏电站安装所在地区的水平面辐照强度、日总辐照量H、风速和温度；数据处理端通过数据采集端采集的数据，结合光伏电站的纬度、组件安装倾角β及方位角来计算光伏组件接收的总辐照量H

A Predictive Generation Calculating System Based on Distributed Photovoltaic Power Station Design

The utility model relates to a predictive power generation calculation system based on distributed photovoltaic power station design, which is divided into data acquisition terminal, data processing terminal and data interaction terminal. The horizontal irradiation intensity, daily total irradiation H, wind speed and temperature in the area where the distributed photovoltaic power station is installed are acquired by the data acquisition terminal, and the total irradiation H received by the photovoltaic module is calculated by the data acquisition terminal combined with the latitude of the photovoltaic power station, installation inclination beta and azimuth angle of the module.

【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统
本技术涉及光伏发电
，尤其涉及一种基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统。
技术介绍
随着石油、煤炭等不可再生能源的逐渐衰竭枯萎以及对环境污染的日益加重，光伏发电成为了电力行业中的一大发展趋势。但在全国各地光伏电站日益增多的同时，分布式光伏电站的装机容量也在不断扩大，致使光伏电站的并网运行对电网的影响也不断扩大。从电网调度与提高电网电能质量的角度来看，准确的光伏发电量预测在对含有光伏发电系统的电网做发展规划时，可以为电网的调度部门提供数据支撑，也便于统筹安排常规能源与光伏发电的协调配合；从并网光伏电站设计安装角度来看，光伏电站发电量的准确预测可以为之后的电站设计、光伏电站电气设备选型提供重要的参考依据，并为光伏电站建造前的可行性分析提供依据；从光伏电站运维管理角度来看，光伏电站发电量会因为光伏电站运行环境的恶劣、运行工况的复杂多变，导致电池板的实际运行性能往往低于设计指标，太阳能利用效率的普遍降低，因而对光伏电站实际发电量与预测发电量进行对照评估，就可了解光伏电站随着时间变化的运行状况，并有针对性地提出运维方案措施；从光伏电站经济效益角度来看，准确预测电站发电量可为光伏发电项目决策提供重要依据，提高光伏企业的竞争力、经济效益和投资回报率，提高光伏电站的运行管理水平和经济效益有重要的意义。但，目前大多数的光伏电站发电量预测方法需要获取大量的电站历史发电量数据来做预测，不仅数据庞大，对于预测新建立的光伏电站发电量也具有历史数据空缺的局限性，且电站设计时所确定规格的光伏组件、线缆、逆变器等设备在时间维度上的损耗对于发电量影响的判断也较为局限。鉴于此，有必要提供一种基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统，以满足实际应用需求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统，以实现不依靠光伏电站历史发电量数据，但能考虑电站设计时所选择的光伏组件、线缆、逆变器、变压器规格参数对于电站发电量的影响，考虑电站运行时间和所受环境的影响，对分布式光伏电站进行发电量的准确预测，便于光伏企业进行准确的评估、运维和调度、提高企业效益。为解决上述技术问题，本技术提供一种基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统，其特征在于，系统分为数据采集端、数据处理端、数据交互端；在目标电站区域设有数据采集端，数据采集端包括辐照仪1、温度传感器2、风速检测仪3以及联网的处理器4；辐照仪1、温度传感器2和风速检测仪3分别通过导线连接至处理器4，数据处理端为云端服务器5，计算分析数据；数据交互端为设置在用户处的处理器6。数据采集端通过辐照仪1、温度传感器2、风速检测仪3为数据处理端提供分布式光伏电站安装所在地区的水平面辐照强度以及日总辐照量H、风速和温度。数据处理端通过以下几个步骤预测计算分布式光伏电站组件表面所接收的月总辐照量。Ⅰ.获取电站安装的光伏组件倾角、方位角、电站所在地区的水平面上日总辐照量以及电站所在地的纬度；其中电站安装的光伏组件倾角、方位角以及纬度预先存在云端服务器5中。Ⅱ.根据所述光伏组件倾角、方位角以及电站所在纬度与其水平面上日总辐照量信息计算电站所在地区的日出日落时角及大气层外水平面辐照量。Ⅲ.根据所述电站所在地区水平面上日总辐照量、大气层外水平太阳辐照量计算出水平面上直射辐照量和水平面上散射辐照量。Ⅳ.根据所述光伏组件倾角、方位角计算出一天的水平面上直射辐射量和倾斜面上的直射辐射量之比。Ⅴ.将所述电站所在地区水平面上日总辐照量、大气层外水平太阳辐照量、水平面上直射辐照量、水平面上散射辐照量、倾斜面与水平面上直接辐射量之比、光伏组件倾角代入辐照量计算公式中计算出一天的光伏组件表面所接收的辐照量，辐照量计算公式如（1）所示：（1）。Ⅵ.累加计算每天光伏组件表面所接收的辐照量得出光伏电站组件表面所接收的月总辐照量。优选的，所述是带有倾角和方位角的光伏组件表面上所接受的月总辐照量，所述光伏组件方位角以正南朝向为0°角，光伏组件朝向南偏东时方位角为正，南偏西时方位角为负。进一步，数据处理端计算电站综合效率系数K2，所述电站综合效率系数为常数1减去组件弱光损失、组件温度损失、组件实际功率与标称之差损失、组件不匹配损失、汇集电缆损失、逆变器损失、逆变器出口至并网点损失、系统可利用率损失这8个参数的乘积。优选的，所述组件弱光损失是光伏组件在弱光条件下光电转换效率的降低带来发电量的损失，所述弱光条件为辐照度低于1000W/m2的光照条件，所述光电转化效率是获取各辐照段光伏组件光电转化效率的加权均值。优选的，所述组件温度损失为光伏组件工作温度与标准温度25℃比，每升高1℃，太阳能电池峰值功率损失0.41%。优选的，所述组件实际功率与标称之差为正公差，实际功率约比标称功率高1.5%。优选的，所述组件不匹配损失计算的方法为在标准测试条件下测试光伏组件抽检样本的输出电流，选取检测结果中最小输出电流作为实际输出电流，将组串标称电流与所述实际输出电流做差值，将所述差值与组串标称电流比较得到组件不匹配损失率，所述标准测试条件为大气质量AM1.5、辐照度1000W/m2、电池温度25℃。优选的，所述汇集电缆损失为逆变器直流线缆损失，每百米损失为0.0367%。优选的，根据电站所在地区的太阳辐照强度分布情况，按照加权求和的方法计算逆变器实际效率，求得逆变器损失为1.5%。优选的，所述逆变器出口至并网点损失包含交流线缆损失和升压变压器损失，所述交流线缆损失取经验值0.5%，所述升压变压器损失取经验值2%。优选的，所述系统可利用率损失为1%。进一步，数据处理端根据上述所求的组件表面所接收的月总辐照量，电站综合效率系数，将其代入电站发电量预测公式，如公式（2）所示，计算光伏电站预测发电量结果，（2）。优选的，公式（2）中ES为标准条件下的辐照度，取常数1kW/m2，PAZ为分布式光伏电站的装机容量，由电站设计规划时确定。进一步，数据处理端通过累加电站12个月预测发电量结果Ep2可得分布式光伏电站的年预测发电量结果。用户可以通过数据交互端的处理器6得到想要的电站预测发电量信息。附图说明图1为本技术的基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统的示意图。图2为本技术的基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统的数据处理端流程示意图。图3为本技术的光伏电站组件表面所接收的月总辐照量HTX计算流程示意图。图4为本技术的电站综合效率系数K2关键影响因数关系图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术做进一步描述。应当理解的是，此处所描述的实施方式仅用于说明和解释本技术，因此不应以此具体实施例的内容限制本技术的保护范围。需要说明的是，本技术提到的基于分布式光伏电站设计中的设计包含两方面：一方面是光伏电站设计时所确定的光伏组件安装倾角β及组件的方位角，其影响体现在光伏电站组件表面所接收的月总辐照量HTX上；另一方面是光伏电站设计所选择的光伏组件、线缆、逆变器的规格参数，其影响会体现在电站综合效率系数K2上。实施例1：本技术实施例提供的一种基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统，所述系统分为数据采集端、数据处理端、数据交互端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统，其特征在于，系统分为数据采集端、数据处理端、数据交互端；在目标电站区域设有数据采集端，数据采集端包括辐照仪（1）、温度传感器（2）、风速检测仪（3）以及联网的处理器（4），辐照仪（1）、温度传感器（2）和风速检测仪（3）分别通过导线连接至处理器（4），数据处理端为云端服务器（5），计算分析数据；数据交互端为设置在用户处的处理器（4）。

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光伏电站设计的预测发电量计算系统，其特征在于，系统分为数据采集端、数据处理端、数据交互端；在目标电站区域设有数据采集端，数据采集端包括辐照仪（1）、温度传感器（2）、风速检测仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶洪吉，卫东，黄鑫，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33