一种光伏电站运行状态的评估方法技术

本发明专利技术公开了一种光伏电站运行状态的评估方法；包括：分析典型自然环境的含义、找出自然环境与光伏电站输入量之间的联系归纳成环境指标；建立包括上述环境指标在内的光伏电站运行状态评估体系；根据不同自然环境的特点，对天气进行分类；利用层次分析法确定不同天气类型下各级指标的权重；根据相关规范和实际运行数据，进一步确定各项二级指标的评分公式；确定评分分值与运行状态评价等级之间的模糊关系；最后对不同自然环境下光伏电站运行状态进行评价，通过分析分值与权重进行溯源，精准定位光伏电站运行过程中的薄弱环节，支持检修和维护工作。

An evaluation method for the operation state of photovoltaic power station

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电站运行状态的评估方法
本专利技术涉及光伏电站运行状态评估研究领域，更具体地，涉及一种光伏电站运行状态的评估方法。
技术介绍
利用太阳能发电的方式很多，其中最典型的是太阳能热发电和太阳能光伏发电。同太阳能热发电系统相比，光伏发电系统具有结构简单、体积小、清洁无噪声、可靠性高、寿命长等优点，近年来发展十分迅速。光伏扶贫是资产收益扶贫的有效形式，是产业扶贫的有效途径。扶贫光伏电站是以扶贫为目的，在具备光伏扶贫实施条件的地区，利用政府性资金投资建设的光伏电站，其产权归村集体所有，全部收益用于扶贫。建立一套行之有效的包含光伏电站经济性、可靠性、自然环境对光伏电站运行状态影响在内的评估方法，是指导光伏电站健康发展、广泛推广的前提，是引导光伏电站建设、充分合理利用资源的重要依据。随着近些年国内光伏产业的迅速发展，光伏电站运行状态的评估方法也在不断发生变化，从最初较为单一的可靠性评估方法、经济性评估方法发展到的以经济-可靠性评估为代表的相对综合的评估方法。上述评价方法对光伏电站的运行状态评价来说，一方面，没有考虑光伏电站需要创造的经济效益；另一方面，这些评价方法的评价角度较为单一，评价内容较为简单，评价结果可信度较低。由此可见，现有评价方法并不能实现全面评价光伏电站运行状态的目标。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种考虑自然环境影响下的光伏电站运行状态评估方法，由此解决现有技术存在无法全面的评价光伏电站运行状态的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种自然环境影响下光伏电站运行状态的评估方法，包括以下步骤：步骤1，根据自然环境条件与光伏电站输入量、输出量之间的关系，确定光伏电站运行环境指标，并结合经济类指标和可靠性指标形成指标评价体系；步骤2，对天气情况进行分类，根据各个评价指标在不同类天气状况下对光伏电站输入量、输出量的影响情况，确定不同类天气状况下各个评价指标的权重值分布；步骤3，依据每类天气状况下的各个评价指标的数值或情况，并结合预设打分规则确定每类天气状况下各个评价指标的打分值，根据每类天气状况下各个评价指标的打分值和每类天气状况下各个评价指标的权重值分布确定每类天气状况下的打分值；步骤4，根据各类天气状况在全年中所占百分比和每类天气状况下各项指标的的得分值，判断光伏电站全年运行状态。在一个可选的实例中，所述指标评价体系考虑了包括光照、水文、土壤以及气候环境在内的自然环境条件。在一个可选的实例中，所述步骤2中对天气情况分类，包括：根据气象局对于天气的分类，选择出具有代表性的四类天气：晴、多云、阵雨、暴雨，同时将其他类型的天气根据发生频次、与代表性天气的相似程度进行归纳合并，得到四类天气。具体地，一类天气包括：晴、晴间多云及多云间晴；二类天气包括：多云、阴、阴间多云、多云间阴及雾；三类天气包括：阵雨、雷阵雨、雷阵雨伴有冰雹、雨夹雪、小雨、阵雪、小雪、冻雨、小到中雨及小到中雪；四类天气包括：暴雨、中雨、大雨、大暴雨、特大暴雨、中雪、大雪、暴雪、中到大雨、大到暴雨、暴雨到大暴雨、大暴雨到特大暴雨、中到大雪、大到暴雪及沙尘暴。在一个可选的实例中，所述步骤2中根据各评价指标在不同类天气状况下对光伏电站输入量、输出量的影响情况，确定不同类天气状况下各个评价指标的权重值分布；将环境指标细分为倾斜面辐照比、光伏组件温度差、相对湿度以及光伏面板清洁度四个指标，利用层次分析法得到不同类天气状况下各个评价指标的权重值，包括：一类天气状况下，倾斜面辐照比、光伏组件温度差、相对湿度、光伏面板清洁度四个指标的权重分别为：0.12、0.23、0.23、0.42；二类天气状况下，倾斜面辐照比、光伏组件温度差、相对湿度、光伏面板清洁度四个指标的权重分别为：0.47、0.09、0.16、0.28；三类天气状况下，倾斜面辐照比、光伏组件温度差、相对湿度、光伏面板清洁度四个指标的权重分别为：0.55、0.25、0.1、0.1；四类天气状况下，倾斜面辐照比、光伏组件温度差、相对湿度、光伏面板清洁度四个指标的权重分别为：0.2、0.4、0.2、0.2。在一个可选的实例中，所述步骤3中确定每类天气状况下的各个评价指标的数值或情况，并结合预设打分规则确定每类天气状况下各个评价指标的打分值，包括：设x1表示倾斜面辐照比、x2表示光伏组件温度差、x3表示相对湿度，y1表示倾斜面辐照比的打分值、y2表示光伏组件温度差的打分值、y3表示相对湿度的打分值、y4表示光伏面板清洁度的打分值；则根据如下规则得到各个评价指标的打分值；其中，光伏面板清洁度的打分值y4根据光伏面板清洁度厚度及光伏面板清洁状况确定。在一个可选的实例中，所述步骤4中根据各类天气状况在全年中所占百分比和每类天气状况下各项指标的得分值，通过预设得分值与评价等级之间的对应关系，判断光伏电站全年运行状态，根据评价结果反向溯源、精准定位运行薄弱环节。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：本专利技术提出了一种自然环境影响下光伏电站运行状态的评估方法，为了增加评价结果的可信度，本专利技术提供的方法从经济性、可靠性、自然环境对光伏电站的影响等多个角度出发，全面的评价光伏电站的运行状态、并实现根据评价结果反向定位运行薄弱环节，为运维检修提供有效信息；附图说明图1是本专利技术实施例提供的考虑自然环境影响下光伏电站运行状态评估流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施案例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。为实现上述目的，本专利技术提供了一种，自然环境影响下光伏电站运行状态的评估方法，包括：(1)从两个不同的角度来研究自然环境对光伏电站运行所产生的影响，一方面，通过研究光照、水文、土壤、气候等自然环境与光伏电站输入量、输出量之间的关系，形成光伏电站运行状态评价指标；另一方面，通过分析不同天气环境的特点，对天气进行分类。评价指标：1)倾斜面辐照比指的是光伏面板倾斜面实际测量的辐照度与光伏电站倾斜面理论辐照度之比。计算方法可用如下公式表示：其中，I0为大气层上界某一时刻太阳辐射强度，一般取1367W/m2；p表示大气透明系数；m表示光线透过的大气质量；i表示太阳直射方向与倾斜面法线的夹角，即太阳入射角；h表示地球表面上某点与太阳的连线与地平面之间的夹角，即太阳高度角；θ表示光伏面板与水平面的夹角(包括地表坡度)；ρG表示自然表面对太阳辐射的反射率(详见附表1)；Hr表示光伏面板倾斜面实测辐照度；Ht表示光伏面板倾斜面理论辐照度。表1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏电站运行状态的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，根据自然环境条件与光伏电站输入量、输出量之间的关系，确定光伏电站运行环境指标，并结合经济类指标和可靠性指标形成指标评价体系；/n步骤2，对天气情况进行分类；根据各评价指标在不同类天气状况下对光伏电站输入量、输出量的影响情况，确定不同类天气状况下各个评价指标的权重值分布；/n步骤3，依据每类天气状况下的各个评价指标的数值或情况，并结合预设打分规则确定每类天气状况下各个评价指标的打分值，根据每类天气状况下各个评价指标的打分值和每类天气状况下各个评价指标的权重值分布确定每类天气状况下的综合打分值；/n步骤4，根据各类天气状况在全年中所占百分比和每类天气状况下各项指标的得分值，判断光伏电站全年运行状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站运行状态的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据自然环境条件与光伏电站输入量、输出量之间的关系，确定光伏电站运行环境指标，并结合经济类指标和可靠性指标形成指标评价体系；
步骤2，对天气情况进行分类；根据各评价指标在不同类天气状况下对光伏电站输入量、输出量的影响情况，确定不同类天气状况下各个评价指标的权重值分布；
步骤3，依据每类天气状况下的各个评价指标的数值或情况，并结合预设打分规则确定每类天气状况下各个评价指标的打分值，根据每类天气状况下各个评价指标的打分值和每类天气状况下各个评价指标的权重值分布确定每类天气状况下的综合打分值；
步骤4，根据各类天气状况在全年中所占百分比和每类天气状况下各项指标的得分值，判断光伏电站全年运行状态。


2.根据权利要求1所述的光伏电站运行状态的评估方法，其特征在于，所述指标评价体系考虑了包括光照、水文、土壤以及气候环境在内的自然环境条件。


3.根据权利要求1所述的光伏电站运行状态的评估方法，其特征在于，所述步骤2中对天气情况分类，是以气象局对于天气的划分方式为基础，选择出具有代表性的四种天气：晴、多云、阵雨、暴雨，同时将其他类型的天气根据发生频次、与代表性天气的相似程度进行归纳合并，得到四类天气。


4.根据权利要求3所述的光伏电站运行状态的评估方法，其特征在于，所述步骤2中根据各评价指标在不同类天气状况下对光伏电站输入量、输出量的影响情况，确定不同类天气状况下各个评价指标的权重值分布；
将运行环境指标细分为倾斜面辐照比、光伏组件温度差、相对湿度以及光伏面板清洁度四个指标；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迪，苗世洪，张京浩，赵健，孙芊，
申请(专利权)人：华中科技大学，国网河南省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42