本发明专利技术提供一种反映太阳辐射强度变化特性的光伏出力随机模型建模方法，包括以下步骤：确定太阳辐射强度变化特性；建立考虑太阳辐射强度变化特性的太阳辐射强度模型；建立光伏阵列输出功率模型。本发明专利技术所建立的光伏出力模型既可反映光伏出力随着季节变化和昼夜交替表现出的规律性，又可反映因天气等因素影响表现出的波动性和不确定性，使光伏出力更符合实际情况。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，包括以下步骤：确定太阳辐射强度变化特性；建立考虑太阳辐射强度变化特性的太阳辐射强度模型；建立光伏阵列输出功率模型。本专利技术所建立的光伏出力模型既可反映光伏出力随着季节变化和昼夜交替表现出的规律性，又可反映因天气等因素影响表现出的波动性和不确定性，使光伏出力更符合实际情况。【专利说明】
本专利技术涉及一种建模方法，具体涉及一种反映太阳辐射强度变化特性的光伏出力 随机模型建模方法。
技术介绍
近二、三十年来，以光伏发电为代表的间歇式可再生能源发电技术持续快速发展， 装机容量逐年提高。间歇式电源的出力具有明显的波动性和不确定性，大规模并网后给电 力系统带来了更多的不确定因素，对电力系统的规划、仿真分析、调度运行、保护控制、电能 质量和经济性等产生重要的影响。间歇式电源的出力模型是开展相关问题研究的重要基 础，因此迫切需要对间歇式电源的出力模型进行深入研究。 光伏发电的出力与光伏阵列上接收到的太阳辐射强度、光伏阵列面积以及光电转 换效率等因素密切相关。根据光伏电池的型号、数量和串并联方式，可以确定光伏阵列的面 积和等效光电转换效率，因此只需对光伏阵列上接受到的太阳辐射强度进行建模。 为了使全年接收的太阳辐照量最大，同时考虑降雨自清洁和积雪自清除效果，光 伏阵列通常以一定倾角倾斜放置，倾斜面上的太阳辐射强度由三部分构成：直接太阳辐射、 天空散射辐射和地面反射辐射 ，Klein根据太空散射各向同性的假设，提出了比较简单 的计算表达式。Koronakis等人指出太空散射各向同性的假设是不恰当的，在北半球6 月份南边天空的散射辐射量约占总量的63% ;在南半球则正好相反。Hay、KlUcher、 perez等分别提出了天空散射各向异性模型的计算方法，但缺点在于计算的参数较多， 表达式也十分复杂。美国采暖、制冷及空调工程师协会（American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineers，ASHRAE)根据多年的统计数据和经验 分析，建立了比较简单的半理论半经验计算模型一理想晴空太阳辐射强度模型（clear day solar flux model)，该模型参数较少、计算简单，模拟效果较好，在国际范围内得到了十 分广泛的应用。 理想晴空太阳辐射强度模型，可以根据地球与太阳的相对位置较好地模拟太阳辐 射强度因季节变化而呈现出来的年变化特性和因昼夜交替而呈现出来的日变化特性，但却 不能反映天气因素的影响。阴雨、多云或沙尘暴天气条件下，太阳辐射强度明显下降，进而 导致光伏出力不同程度的降低。文献将太空中的云层状态粗分为七种：无云、絹云、 絹层云、高积云、高层云、层云和层积云，根据不同云层的衰减度建立了太阳辐射强度模型。 但在光伏电站的规划阶段，通常缺乏多年的历史统计数据，很难获得当地的云层变化数据 以及云层对太阳辐射强度的衰减影响数据，且云层的状态转移图也十分复杂。 综上可见，在光伏发电的出力建模方面，目前的难点在于如何利用现阶段可获得 的数据，在理想晴空太阳辐射强度模型的基础上考虑天气因素的影响，建立能够反映太阳 辐射强度变化特性的随机模型，进而建立起光伏出力的随机模型。 参考文献 杨金焕，毛家俊，陈中华.不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算 .上海交通大学学报，2004, 36 (7) :1032-1036. 2]Koronakis P S. On the choice of the angle of tilt for south facing solar collectors in the Athens Basin area. Solar Energy,1986,36 (3) :217-225. Klein S A. Calculation of monthly average in solution on tilted surfaces. Solar Energy,1977,19(4) :325-329. Hay J E. . Calculation of monthly mean solar radiation for horizontal and inclined surface. Solar Energy,1979,23 (4) :301-307. Klucher T M. Evaluation of models to predict insulation on tilted surfaces. Solar Energyl979,23(2) :111-114. Perez R, Stew art R.Arbogast C. An anisotropic hourly diffuse radiation model for sloping surfaces :description， performance validation, site dependency evaluation. Solar Energy,1986,36(6) :481-497. G.M.Master, renewable and efficient electric power systems. Hoboken, NJ ：John Wiley&Sons, 2004. 陈闽江.光伏发电系统的蒙特卡罗序贯仿真和可靠性分析.合肥：合肥工 业大学，2004. 葛业斌，张步涵，颜秋容.光伏发电系统输出功率分布模型研究.湖北工业 大学学报，2012,27(1) :14-18.
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种反映太阳辐射强度变化特性的光 伏出力模型建模方法，所建立的光伏出力模型既可反映光伏出力随着季节变化和昼夜交替 表现出的规律性，又可反映因天气等因素影响表现出的波动性和不确定性，使光伏出力更 符合实际情况。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案： 本专利技术提供一种，所述 方法包括以下步骤： 步骤1 :确定太阳辐射强度变化特性； 步骤2 :建立考虑太阳辐射强度变化特性的太阳辐射强度模型； 步骤3 :建立光伏阵列输出功率模型。 所述步骤1中，太阳辐射强度变化特性分为太阳辐射强度年变化特性和太阳辐射 强度日变化特性。 太阳全年辐射总量从赤道向两极递减：纬度越高，辐射总量越小；对于确定纬度 的观测点，采用地表水平面上的太阳辐射日总量的变化情况描述太阳辐射强度的年变化 特性；太阳辐射日总量主要取决于太阳赤纬角S，即太阳光线与地球赤道面的交角，由 Cooper方程近似计算，有： 【权利要求】1. ，其特征在于：所述方法 包括以下步骤： 步骤1 :确定太阳辐射强度变化特性； 步骤2 :建立考虑太阳辐射强度变化特性的太阳辐射强度模型； 步骤3 :建立光伏阵列输出功率模型。2. 根据权利要求1所述的， 其特征在于：所述步骤1中，太阳辐射强度变化特性分为太阳辐射强度年变化特性和太阳 辐射强度日变化特性。3. 根据权利要求2所述的， 其特征在于：太阳全年辐射总量从赤道向两极本文档来自技高网...
【技术保护点】
反映太阳辐射强度变化特性的光伏出力随机模型建模方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：确定太阳辐射强度变化特性；步骤2：建立考虑太阳辐射强度变化特性的太阳辐射强度模型；步骤3：建立光伏阵列输出功率模型。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁双，黄峰，黄镔，朱宁，张东霞，梁才浩，曾平良，秦晓晖，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，中国国际工程咨询公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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