一种户用光伏电站装机容量估算方法发明专利

专利名称：一种户用光伏电站装机容量估算方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111350179.X

专利申请（专利权）人：无锡英臻科技股份有限公司
权利人地址：江苏省无锡市新吴区景贤路6号中国物联网国际创新园H4

专利发明（设计）人：华竹平,王辉,刘略

专利摘要：本发明公开了一种户用光伏电站装机容量估算方法，包括数据输入；获取地区水平面直射辐照量、晴空指数，计算光伏电站对应地区的倾斜面直射辐照；计算电站效率指标，系数矩阵；数据筛选；计算系数矩阵的离散度；判断离散度是否小于预设值；计算估算装机容量与实际装机容量偏差得到偏差值M；判断偏差值M是否小于预设值；根据近邻电站的发电量，装机容量计算系数矩阵和计算离散度；判断离散度是否小于预设值。优点是，较高精度的识别光伏系统的装机容量，可装机容量进行校正；对运营商关于电站装机容量统计分析，决策等问题提供帮助，缩减因装机容量不准确的情况下，导致的分析结果错误问题；能够反映出光伏系统真实的发电效率，为运维商提供帮助。

主权利要求：
1.一种户用光伏电站装机容量估算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：数据输入，采集光伏电站的装机容量，历史发电量，方位角，倾斜面与水平面夹角即倾角，经纬度，正午时刻太阳方位角、入射角、高度角；
步骤一中获取的经纬度，获取地区的晴空指数KT，水平面直射辐照量GHI，计算光伏电站对应地区的POA，计算公式是：；
；
根据公式一计算出水平面直射辐照量GHI转换为倾斜面直射辐照POA的转换系数KS；
；
步骤二：获取地区水平面直射辐照量GHI、晴空指数KT，计算光伏电站对应地区的倾斜面直射辐照POA；
步骤三：计算电站效率指标P等于发电量除以倾斜面直射辐照POA，得到系数矩阵A；计算系数矩阵A的公式是，；
计算电站效率指标p的公式是公式五，；
Generation为历史发电量，IC为实际装机容量；
步骤四：数据筛选；
步骤五：计算系数矩阵A的离散度R；
计算系数矩阵A的离散度R的公式是公式六，；
Std为标准差,Mean为平均值，X为输入系数矩阵；
步骤六：判断离散度R是否小于预设值，离散度R大于等于预设值则根据经纬度获取近邻电站设定范围信息包括历史发电量、装机容量；离散度R小于预设值则采用系数矩阵A中的前15%‑25%的均值作为估算装机容量；
步骤七：计算步骤六中的估算装机容量与实际装机容量偏差得到偏差值M；
偏差值M的计算公式是公式七， ；
ICN为估算装机容量；
步骤八：判断偏差值M是否小于预设值，偏差值M大于等于预设值则根据经纬度获取近邻电站5KM信息包括历史发电量、装机容量；偏差值M小于预设值则无需修正；
步骤九：根据近邻电站的发电量，装机容量计算系数矩阵B，以及计算离散度R2；
步骤十：判断离散度R2是否小于预设值，离散度R2大于等于预设值则结束，离散度R2小于预设值则采用系数矩阵B的中位数作为估算装机；
所述装机容量计算系数矩阵B和计算离散度R2的计算方法是，根据步骤八中所获得的电站列表，定义光伏电站每天的满发小时数Hour，；
通过公式三计算近邻光伏电站所有的历史满发小时数，根据所得出的近邻光伏电站所有的历史满发小时数，计算出系数矩阵；
其中i为近邻光伏电站个数，j为历史发电天数，Median(Hour1,Hour2,……,Houri)为满发小时数平均值，根据公式七计算得出系数矩阵B，经四分卫法异常值检验后，剔除由于光伏系统故障，停机或其他因素导致其发电量低于正常发电量天数，得到系数矩阵B2，根据公式六，求得系数矩阵B2的离散度R2。
2.根据权利要求1所述的户用光伏电站装机容量估算方法，其特征在于，所述步骤六中的预设值是0.2。
3.根据权利要求1所述的户用光伏电站装机容量估算方法，其特征在于，所述步骤八中的预设值是0.05。
4.根据权利要求1所述的户用光伏电站装机容量估算方法，其特征在于，所述步骤十中的预设值是0.2。
5.根据权利要求1所述的户用光伏电站装机容量估算方法，其特征在于，所述步骤六中，设定范围是5KM。 说明书 : 一种户用光伏电站装机容量估算方法技术领域[0001] 本发明涉及光伏电站技术领域，具体是一种户用光伏电站装机容量估算方法。背景技术[0002] 光伏发电站建站时由底下安装商或者用户自行接入运营商，其记录装机容量会在人为因素或其他因素影响下，与实际装机容量存在较大误差，对电站运营存在较大影响。[0003] 实际装机容量受到天气、环境温度、入射角度等多种因素影响，目前户用光伏电站装机容量靠人为估算和发电量统计，精度较低，无法实时对光伏系统的装机容量进行校正；[0004] 由于装机容量与实际装机容量存在的差距，导致运营商不能很好的确定装机容量，运营商关于电站装机容量的统计分析较为困难，影响运营商的发电量分配和决策等问题，因装机容量不准确的情况下，导致的分析结果错误问题；不能够反映出光伏系统真实的发电效率，无法为运维商提供帮助。发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种户用光伏电站装机容量估算方法，主要解决背景技术中存在的户用光伏电站装机容量估算偏差较大的技术问题。[0006] 为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：[0007] 一种户用光伏电站装机容量估算方法，包括以下步骤：[0008] 步骤一：数据输入，采集光伏电站的装机容量，历史发电量，方位角，倾斜面与水平面夹角即倾角，经纬度，正午时刻太阳方位角、入射角、高度角；[0009] 步骤二：获取地区水平面直射辐照量GHI、晴空指数KT，计算光伏电站对应地区的倾斜面直射辐照POA；[0010] 步骤三：计算电站效率指标P等于发电量除以倾斜面直射辐照POA，得到系数矩阵A；[0011] 步骤四：数据筛选；[0012] 步骤五：计算系数矩阵A的离散度R；[0013] 步骤六：判断离散度R是否小于预设值，离散度R大于等于预设值则根据经纬度获取近邻电站设定范围信息包括历史发电量、装机容量；离散度R小于预设值则采用系数矩阵A中的前15％‑25％的均值作为估算装机容量；[0014] 步骤七：计算步骤六中的估算装机容量与实际装机容量偏差得到偏差值M；[0015] 步骤八：判断偏差值M是否小于预设值，偏差值M大于等于预设值则根据经纬度获取近邻电站设定范围信息包括历史发电量、装机容量；偏差值M小于预设值则无需修正；[0016] 步骤九：根据近邻电站的发电量，装机容量计算系数矩阵B，以及计算离散度R2；[0017] 步骤十：判断离散度R2是否小于预设值，离散度R2大于等于预设值则结束，离散度R2小于预设值则采用系数矩阵B的中位数作为估算装机。[0018] 作为进一步优选方案，所述步骤六中的预设值是0.2。[0019] 作为进一步优选方案，所述步骤八中的预设值是0.05。[0020] 作为进一步优选方案，所述步骤十中的预设值是0.2。[0021] 作为进一步优选方案，所述步骤一中获取的经纬度，通过NASA即美国国家航空航天局获取该地区的晴空指数KT，水平面直射辐照量GHI，计算光伏电站对应地区的POA，计算公式是，[0022] 公式一：[0023] 公式二：[0024] β：倾斜面与水平面夹角[0025] h：正午太阳高度角[0026] 正午太阳方位角[0027] θ：正午太阳入射角[0028] α：为倾斜面方位角[0029] 根据公式一、二计算出水平面直射辐照量GHI转换为倾斜面直射辐照POA的转换系数KS；[0030] 公式三：[0031] 作为进一步优选方案，所述步骤三计算电站效率指标p的公式是公式五，[0032] 公式五：[0033] 作为进一步优选方案，所述步骤四中，计算系数矩阵A的公式是，[0034][0035] 作为进一步优选方案，所述步骤五中，计算系数矩阵A的离散度R的公式是公式六，[0036] 公式六：[0037] X为输入系数矩阵。[0038] 作为进一步优选方案，所述步骤六中，设定范围是5KM。[0039] 作为进一步优选方案，所述步骤七中，偏差值M的计算公式是公式七，[0040] 公式七：[0041] 作为进一步优选方案，所述装机容量计算系数矩阵B和计算离散度R2的计算方法是，根据步骤八中所获得的电站列表，定义光伏电站每天的满发小时数Hour，[0042][0043] 通过公式三计算近邻光伏电站所有的历史满发小时数，[0044] 根据所得出的近邻光伏电站所有的历史满发小时数，计算出系数矩阵[0045][0046] 其中i为近邻光伏电站个数，j为历史发电天数，Median(Hour1,Hour2,……,Houri)满发小时数平均值，[0047] 根据公式七计算得出系数矩阵B，经四分卫法异常值检验后，剔除由于光伏系统故障，停机或其他因素导致其发电量低于正常发电量天数，得到系数矩阵B2，根据公式六，求得系数矩阵B2的离散度R2。[0048] 上述实施步骤的重新组合都是本发明可以预见的技术效果。[0049] 在本发明专利中所使用到的技术名词解释如下：[0050] 历史发电量Generation，装机容量IC[0051] 光伏发电站photovoltaiePVpowerstation[0052] 利用光伏电池特性，将太阳辐射转换为电能的系统，一般包括逆变器，储能电池，采集器等相关设备。[0053] 近邻光伏发电站Neighboringpowerstation[0054] 辐照irradiance[0055] 照射到面元上的辐射通量与该面元面积之比，单位为W/m2。[0056] 装机容量Installedcapacity：光伏系统下设备的额定功率的总和。[0057] 晴空指数ClearSkyKT[0058] 入射到水平面的太阳总辐射量与天文辐射之比。[0059] GHI：GlobalHorizontalIrradiance太阳的DHI和DNI到达水平表面称为总水平辐射，通常简称为总辐射，简写为GHI。[0060] POA：倾斜面直射辐照，太阳能模组平面辐射，投射光伏列阵的辐照量。[0061] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：[0062] 1)能够较高精度的识别光伏系统的装机容量，可对光伏系统的装机容量进行校正；[0063] 2)对运营商关于电站装机容量统计分析，决策等问题提供帮助，缩减因装机容量不准确的情况下，导致的分析结果错误问题；[0064] 3)能够反映出光伏系统真实的发电效率，为运维商提供帮助。附图说明[0065] 图1为本发明流程图。具体实施方式[0066] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0067] 请参阅图1，本发明提供的详细技术方案是：[0068] 一种户用光伏电站装机容量估算方法，包括以下步骤：[0069] 步骤一：数据输入，采集光伏电站的监控系统或运营平台所记录的光伏电站的装机容量，历史发电量，方位角，倾斜面与水平面夹角即倾角，经纬度，正午时刻太阳方位角、入射角、高度角；[0070] 步骤二：根据步骤一中获取的经纬度，通过NASA即美国国家航空航天局获取该地区的晴空指数KT，水平面直射辐照量GHI，计算光伏电站对应地区的POA，计算公式是，[0071] 公式一：[0072] 公式二：[0073] β：倾斜面与水平面夹角[0074] h：正午太阳高度角[0075] 正午太阳方位角[0076] θ：正午太阳入射角[0077] α：为倾斜面方位角[0078] 根据公式一、二计算出水平面直射辐照量GHI转换为倾斜面直射辐照POA的转换系数KS；[0079] 公式三：[0080] 步骤三：计算电站效率指标p等于发电量除以倾斜面直射辐照POA，得到系数矩阵A，根据公式三、四将GTI转换为POA，[0081] 公式四：POA＝KS*GHI[0082] 计算电站效率指标p公式是公式五，[0083] 公式五：[0084] 其反应了光伏电站在一定辐照下，在一段时间内光伏电站其发电能力与实际装机所能达到的发电能力的比值；[0085] 步骤四：数据筛选，根据步骤二获得KT和步骤三所得POA，基于光伏电站历史发电量Generation，筛选KT大于0.5的历史发电量，并计算系数矩阵A，[0086][0087] 根据公式计算得出系数矩阵A，经四分卫法异常值检验后，剔除由于光伏系统故障，停机或其他因素导致其发电量低于正常发电量天数，得到系数矩阵A2，[0088] 步骤五：计算系数矩阵A的离散度R，[0089] 公式六：[0090] X为输入系数矩阵，[0091] 根据公式六，求得系数矩阵A2的离散度R1；[0092] 步骤六：若步骤五中的R1小于0.2，则矩阵A2中前百分之二十均值作为估算装机容量ICN，否则根据经纬度获取近邻电站5KM信息包括历史发电量，装机容量；[0093] 步骤七：计算步骤六中的估算装机容量与实际装机容量偏差得到偏差值M，[0094] 公式七：[0095] 步骤八：若偏差值M在5％以内，则认为该光伏系统接入运营平台所填写的装机容量与实际装机容量一致，无需进行装机容量修正，[0096] 若M偏差在5％以外，则进入步骤六，继续进行估算；[0097] 步骤九：根据近邻电站的发电量，装机容量计算系数矩阵B，以及计算离散度R2，[0098] 根据步骤八中所获得的电站列表，定义光伏电站每天的满发小时数Hour，[0099][0100] 通过公式三计算近邻光伏电站所有的历史满发小时数，[0101] 根据所得出的近邻光伏电站所有的历史满发小时数，计算出系数矩阵[0102][0103] 其中i为近邻光伏电站个数，j为历史发电天数，Median(Hour1,Hour2,……,Houri)满发小时数平均值，[0104] 根据公式七计算得出系数矩阵B，经四分卫法异常值检验后，剔除由于光伏系统故障，停机或其他因素导致其发电量低于正常发电量天数，得到系数矩阵B2，根据公式六，求得系数矩阵B2的离散度R2；[0105] 步骤十：若步骤九中的R2<0.2，则矩阵B2中MedianB2作为估算装机容量ICN。[0106] 上述实施步骤的重新组合都是本发明可以预见的技术效果。[0107] 尽管已经示出描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

专利地区：江苏

专利申请日期：2021-11-15

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN114049010B