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1、第35卷第13期Vol.35No.132011年7月10日July10,2011光伏电站电能采集系统的发电模型及参数率定1,23111章坚民,章谦之,王娜,郑凌蔚,谢小高(1.杭州电子科技大学,浙江省杭州市310017;2.浙江创维自动化工程有限公司,浙江省杭州市310012;3.山东理工大学电气与电子工程学院,山东省淄博市255049)摘要:并网光伏电站等新能源发电站的上网电量,享受特殊上网电价,必须完全从指定的一次能源所生产。无论电站的规模大小和并网电压等级,其均应接入电网公司已建成的电能采集系统。并网光伏电站与
2、电网可能存在复杂的电力电量交换和结算关系,因此,除了对其上网功率、电气量、电能量、电能质量的常规监视外,为防止计量差错和不当的发电行为,还必须增加其光伏发电特性和最大可能发电功率的监视,即建立全面、准确、经济、实用的光伏电站发电模型。文中建立了基于厂家可提供静态参数的光伏电池理论模型,并根据全站设备拓扑建立了全站的光伏发电模型,提出了基于历史数据的模型率定参数识别方法。通过实际投运的光伏电站的历史数据演算,证明了率定后的模型具有较高的精度。关键词:光伏电站;电能信息采集系统;最大可能发电功率监视;计量差错防范;光伏电
3、池模型;发电模型;模型率定;模型验证0引言就是对其光伏发电生产过程进行在线记录,尤其是光伏源(日照、温度)的采集,在电网监视主站侧建立面向电网的并网光伏电站监视,应从电网公司基于电站技术参数的发电模型,计算电站的最大可的角度出发,采用经济、合适的技术和通信方式。而能出力,与双向电能计量进行复核和偏差分析;这些目前已有的国内外研究,仅出于光伏电站运行管理[1-4]数据的积累,也有利于电网公司掌握并网光伏能源的目的开发。的分布及特性、并网电站发电特性等。由于并网点以上电网的管理运行方是电网公本文对光伏电站电能量采集系统进
4、行设计分司,光伏电站要严格控制其输出的电能质量,并得到析,包括其采集内容和采集手段、厂站集成方案、接严格的监视和记录,应安装A类电能质量在线监测入的电网主站系统与通信手段选择等。特殊性研究[5]装置。根据试行规范,大中型光伏电站(接入电压主要针对光伏电站发电模型的设计、参数选择和模为10kV及以上)要在线远传数据到电网公司;小型率定。型光伏电站(接入电压为380V)要就地进行存储,报电网公司调用。无论电站规模大小,均应纳入电1光伏电站电能信息采集系统网公司的电能量采集系统。1.1纳入现有电能信息采集系统光伏电站在光伏
5、能源可获取的情况下,为电网目前,电网公司建有2套电能信息采集系统:一顶峰时输送低碳电力,享受一定的高电价;为改善其套由调度部门负责建设,面向变电站和有调度通信并网出力特性,应配置储能装置,在夜间吸纳电网低的发电厂,基于高速有线数据网;另一套由营销部门价谷电进行储能;光伏电站的逆变器也可兼容无功负责建设,面向用户侧,基于公共无线通用分组无线[6]补偿功能,承担电网无功电压优化,获取相应利服务技术/码分多址(GPRS/CDMA)数据网。对于益。因此,光伏电站与电网形成了较为复杂的电力一些在电网调度中无足轻重,或高速有线数
6、据网不电量交换和结算关系。能覆盖、成本太高,而公共无线数据网可以覆盖的电对于新能源或节能环保发电上网享受高电价的厂,如小水电、小热电等,则采用公共无线(GPRS/电量,必须是从指定的一次能源所生产或属于配比CDMA)数据网覆盖。[7]的电量。由于进出电价存在很大的差别,有必要对于大中型光伏电站,应选择纳入调度部门的[8]防止计量差错或防范不当的窃电行为。关键措施电能信息采集系统;对于小型光伏电站,无调度通信需求且量大面广,应选择采用公共无线(GPRS/收稿日期:2010-10-13;修回日期:2011-04-09。C
7、DMA)数据网,纳入营销部门建立的用户电能采集浙江省重大科技专项基金资助(2009C11G2040039)。系统。在主站侧实现数据共享。)22)#绿色电力自动化#章坚民,等光伏电站电能采集系统的发电模型及参数率定1.2采集终端及集成方案对实际电站的电能生产过程模型进行全面建在光伏电站侧安装采集终端,该终端可命名为模。以光伏电池厂家能提供参数的光伏电池理论模光伏并网采集终端(PVTU)。该终端也可以作为电型为基本单元,根据电池连接拓扑形成光伏电池阵网公司与光伏电站进行信息交互的接口,如图1列模型,经逆变器后在交流侧汇流
8、,经过升压变压器所示。接入电网或直接接入电网。直流侧汇流和交流侧汇流,均存在难以确定的损耗或传输效率,应采用统一率定参数通过历史数据进行率定。2.2光伏电池模型文献[9]以电力电子技术为基础实现了数字太阳电池阵列模拟器,通过查表法得到太阳电池阵列在各种日照强度和环境温度下的电流)电压(I-U)及功率)电压(P-U)的特性;数据表格占用大量的存储
