一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括分別與儲(chǔ)能控制器相連的儲(chǔ)能單元和逆變器；儲(chǔ)能控制器包括控制模塊、光伏功率預(yù)測(cè)模塊和DC-DC功率模塊；控制模塊用于調(diào)整儲(chǔ)能單元的工作模式；光伏功率預(yù)測(cè)模塊依據(jù)系統(tǒng)中光伏電池的輸出功率進(jìn)行光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并將功率預(yù)測(cè)值發(fā)送給逆變器。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，可以減小儲(chǔ)能單元容量，提高儲(chǔ)能利用率；使得儲(chǔ)能單元不會(huì)頻繁啟動(dòng)來(lái)補(bǔ)償光伏電池和逆變器之間的功率差值，延長(zhǎng)儲(chǔ)能單元的使用壽命，平滑逆變輸出曲線，減小對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
【專利說(shuō)明】—種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)工作時(shí)通過(guò)配置儲(chǔ)能單元從而平抑功率波動(dòng)，提高電網(wǎng)接納能力。儲(chǔ)能單元作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率補(bǔ)償裝置，其輸出功率的合理控制和對(duì)光伏功率的預(yù)測(cè)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
[0003]配置儲(chǔ)能單元時(shí)大部分光伏發(fā)電系統(tǒng)只對(duì)光伏組件的功率輸出曲線進(jìn)行簡(jiǎn)單的補(bǔ)償，不具備完善的功率預(yù)測(cè)算法，當(dāng)光伏能量的波動(dòng)性大時(shí)所需配置的儲(chǔ)能單元容量也較大，同時(shí)儲(chǔ)能單元頻繁地深度充放電，會(huì)嚴(yán)重影響儲(chǔ)能單元的使用壽命及其能量利用率。
[0004]光伏功率預(yù)測(cè)方法包括統(tǒng)計(jì)方法和物理方法；統(tǒng)計(jì)方法是對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，找出其內(nèi)在規(guī)律并用于預(yù)測(cè)；物理方法是將氣象預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)作為輸入，采用物理方程進(jìn)行預(yù)測(cè)。光伏功率預(yù)測(cè)方式包括直接預(yù)測(cè)和間接預(yù)測(cè)；直接預(yù)測(cè)方式是直接對(duì)光伏電站的輸出功率進(jìn)行預(yù)測(cè)；間接預(yù)測(cè)方式是首先對(duì)地表輻照強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后根據(jù)光伏電站出力模型得到光伏電站的輸出功率；從時(shí)間尺度上可以分為超短期功率預(yù)測(cè)和短期功率預(yù)測(cè)。超短期功率預(yù)測(cè)的時(shí)間尺度為30min-6h，短期功率預(yù)測(cè)的時(shí)間尺度一般為l_2d?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)光伏功率預(yù)測(cè)的研究主要側(cè)重于光伏電站功率預(yù)測(cè)，以滿足電網(wǎng)調(diào)度要求；然而現(xiàn)有的光伏功率預(yù)測(cè)算法，如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、相似日典型趨勢(shì)方法和最小二乘支持向量機(jī)方法的影響因素多、且對(duì)天氣預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性依賴太大、模型復(fù)雜，實(shí)用性不強(qiáng)；上述方法主要追求精確預(yù)測(cè)，平滑效果不佳，而在配置儲(chǔ)能的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，平滑光伏波動(dòng)是最主要的任務(wù)，在此基礎(chǔ)上跟蹤短時(shí)的功率波動(dòng)，以及精確的預(yù)測(cè)。因此，提供一種實(shí)用性強(qiáng)、平滑效果好的超短期功率預(yù)測(cè)方法顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括分別與儲(chǔ)能控制器相連的儲(chǔ)能單元和逆變器；所述儲(chǔ)能控制器包括控制模塊、光伏功率預(yù)測(cè)模塊和DC-DC功率模塊；
[0006]所述控制模塊用于調(diào)整所述儲(chǔ)能單元的工作模式；所述光伏功率預(yù)測(cè)模塊依據(jù)所述系統(tǒng)中光伏電池的輸出功率進(jìn)行光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并將功率預(yù)測(cè)值經(jīng)過(guò)效率變換發(fā)送給所述逆變器。
[0007]優(yōu)選的，所述儲(chǔ)能單元包括超級(jí)電容和鋰電池；所述DC-DC功率模塊包括光伏電池DC-DC功率模塊、超級(jí)電容DC-DC功率模塊和鋰電池DC-DC功率模塊；
[0008]所述光伏電池DC-DC功率模塊包括電壓傳感器和電流傳感器，用于采集所述光伏電池的輸出信號(hào)，并將所述輸出信號(hào)發(fā)送到所述光伏功率預(yù)測(cè)模塊；
[0009]優(yōu)選的，所述光伏功率預(yù)測(cè)模塊包括信號(hào)調(diào)理電路、光伏預(yù)測(cè)功率計(jì)算模塊和數(shù)字信號(hào)處理電路；
[0010]所述信號(hào)調(diào)理電路對(duì)所述光伏電池的輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的輸出信號(hào)發(fā)送到所述光伏預(yù)測(cè)功率計(jì)算模塊；所述數(shù)字信號(hào)處理電路將所述光伏預(yù)測(cè)功率計(jì)算模塊輸出的功率預(yù)測(cè)值進(jìn)行效率變換后作為功率輸出指令發(fā)送到所述逆變器；
[0011]優(yōu)選的，所述光伏預(yù)測(cè)功率計(jì)算模塊采用趨勢(shì)移動(dòng)平均法對(duì)所述光伏電池的輸出功率進(jìn)行光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)，包括:
[0012]步驟1:采用趨勢(shì)移動(dòng)平均法獲取所述光伏電池第i點(diǎn)輸出功率的預(yù)測(cè)值p/，i=1，2，3...M，...，所述M依據(jù)實(shí)際檢測(cè)要求人工設(shè)定；
[0013]步驟2:依據(jù)所述預(yù)測(cè)值p/獲取所述逆變器的功率輸出指令Pi。'；
[0014]若i = 1，2，則功率輸出指令？^為第i點(diǎn)輸出功率的實(shí)際值PiX η ；
[0015]若i = 3,則功率輸出指令
【權(quán)利要求】
1.一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括分別與儲(chǔ)能控制器相連的儲(chǔ)能單元和逆變器；所述儲(chǔ)能控制器包括控制模塊、光伏功率預(yù)測(cè)模塊和DC-DC功率模塊； 所述控制模塊用于調(diào)整所述儲(chǔ)能單元的工作模式；所述光伏功率預(yù)測(cè)模塊依據(jù)所述系統(tǒng)中光伏電池的輸出功率進(jìn)行光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并將功率預(yù)測(cè)值經(jīng)過(guò)效率變換發(fā)送給所述逆變器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元包括超級(jí)電容和鋰電池；所述DC-DC功率模塊包括光伏電池DC-DC功率模塊、超級(jí)電容DC-DC功率模塊和鋰電池DC-DC功率模塊； 所述光伏電池DC-DC功率模塊包括電壓傳感器和電流傳感器，用于采集所述光伏電池的輸出信號(hào)，并將所述輸出信號(hào)發(fā)送到所述光伏功率預(yù)測(cè)模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏功率預(yù)測(cè)模塊包括信號(hào)調(diào)理電路、光伏預(yù)測(cè)功率計(jì)算模塊和數(shù)字信號(hào)處理電路； 所述信號(hào)調(diào)理電路對(duì)所述光伏電池的輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的輸出信號(hào)發(fā)送到所述光伏預(yù)測(cè)功率計(jì)算模塊；所述數(shù)字信號(hào)處理電路將所述光伏預(yù)測(cè)功率計(jì)算模塊輸出的功率預(yù)測(cè)值進(jìn)行效率變換后作為功率輸出指令發(fā)送到所述逆變器。
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏預(yù) 測(cè)功率計(jì)算模塊采用趨勢(shì)移動(dòng)平均法對(duì)所述光伏電池的輸出功率進(jìn)行光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)，包括: 步驟1:采用趨勢(shì)移動(dòng)平均法獲取所述光伏電池第i點(diǎn)輸出功率的預(yù)測(cè)值，i =1，2，3...M，...，所述M依據(jù)實(shí)際檢測(cè)要求人工設(shè)定； 步驟2:依據(jù)所述預(yù)測(cè)值p/獲取所述逆變器的功率輸出指令Pi。'； 若i = 1，2，則功率輸出指令？^為第i點(diǎn)輸出功率的實(shí)際值Pi X η ； 若 i = 3，則功率輸出指令 Pi。' =(2XPi_/ -Pi_2' ) X η ； 若i >4，則依據(jù)所述預(yù)測(cè)值Pi'分別獲取第i點(diǎn)輸出功率的趨勢(shì)移動(dòng)平均預(yù)測(cè)值pi(pi)以及偏差趨勢(shì)移動(dòng)平均預(yù)測(cè)值巧(吣，所述功率輸出指令Pi。' = (Pi(pi)-ri(pi)) X η ； 其中，所述n為儲(chǔ)能控制器的效率。
5.如權(quán)利要求4所述的一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，采用趨勢(shì)移動(dòng)平均法獲取所述趨勢(shì)移動(dòng)平均預(yù)測(cè)值Ρ?(ρυ=%+Ι^ΧΤ，所述％ =2Mi' -Mi"，所述 T = I，所述
6.如權(quán)利要求4所述的一種基于功率預(yù)測(cè)方法的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，采用趨勢(shì)移動(dòng)平均法獲取所述偏差趨勢(shì)移動(dòng)平均預(yù)測(cè)值1^(吣=&&)+13&)\1'，所述 T = 1,所述 ai(r) = 2Mi(r) ' -Mi(r)"，所述
【文檔編號(hào)】H02S10/20GK103762616SQ201410003036
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】林培峰, 梁適春, 牛萌, 劉海軍 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞科技有限公司