光伏理論發(fā)電功率及受阻電量計算方法

1、光伏理論發(fā)電功率及受阻電量計算方法試行第一章 總那么第一條 為標(biāo)準(zhǔn)光伏理論發(fā)電功率及受阻電量等指標(biāo)的 統(tǒng)計分析， 依據(jù)?光伏發(fā)電站太陽能資源實時監(jiān)測技術(shù)要求? GB/T 30153-2022 、?光伏發(fā)電功率預(yù)測氣象要素監(jiān)測技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)?Q/GDW 1996-2022丨的有關(guān)要求，制定本方法。第二條 本方法所稱的光伏電站，是指按照公共電站要求 已簽訂?并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議? 、集中并入電網(wǎng)的光伏發(fā)電站，不 包括分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。第三條 本方法適用于國家電網(wǎng)公司各級電力調(diào)度機構(gòu) 和調(diào)管范圍內(nèi)并網(wǎng)光伏電站開展理論發(fā)電功率及受阻電量 統(tǒng)計計算工作。第二章 術(shù)語和定義第四條 光伏電站發(fā)電功率指標(biāo)包括理論發(fā)電功

2、率和可 用發(fā)電功率。光伏電站理論發(fā)電功率指在某時刻光資源情況下站內(nèi) 所有逆變器及相關(guān)設(shè)備均正常運行時可發(fā)出的功率，其積分 電量為某時段的光伏電站理論發(fā)電量。光伏電站可用發(fā)電功率指扣除站內(nèi)設(shè)備故障、缺陷或檢 修等原因引起受阻后可發(fā)出的功率，其積分電量為某時段的 光伏電站可用發(fā)電量。第五條 光伏電站受阻電力分為站內(nèi)受阻電力和站外受 阻電力兩局部。站內(nèi)受阻電力指光伏電站理論發(fā)電功率與可用發(fā)電功 率之差，其積分電量為站內(nèi)受阻電量。站外受阻電力指光伏電站可用發(fā)電功率與實發(fā)功率之 差，其積分電量為站外受阻電量。第六條 全網(wǎng)理論發(fā)電功率指所有光伏電站理論發(fā)電功 率之和；全網(wǎng)可用發(fā)電功率指考慮斷面約束的光伏電

3、站可用 發(fā)電功率之和；可參與市場交易的光伏充裕電力指全網(wǎng)可用 發(fā)電功率與實發(fā)功率之差。第七條 全網(wǎng)站內(nèi)受阻電力指所有光伏電站站內(nèi)受阻電 力之和；全網(wǎng)斷面受阻電力為因通道穩(wěn)定極限、電網(wǎng)設(shè)備檢 修、電網(wǎng)故障等情況導(dǎo)致的光伏受阻；全網(wǎng)調(diào)峰受阻電力指 全網(wǎng)可用發(fā)電功率與實發(fā)功率之差。第三章 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備第八條 計算理論發(fā)電功率和受阻電力需準(zhǔn)備的實時數(shù) 據(jù)包括光伏電站實際發(fā)電功率、逆變器運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信 息、氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)、開機容量；非實時數(shù)據(jù)包括光伏電站基 本參數(shù) 格式見附表 、樣板逆變器型號及其數(shù)量、全站逆變 器型號及其數(shù)量等。第九條 所有光伏電站應(yīng)配備氣象監(jiān)測設(shè)備，并向調(diào)度機構(gòu)實時上報氣象測量數(shù)據(jù)，氣象

4、數(shù)據(jù)滿足以下條件：一氣象監(jiān)測設(shè)備測量要素測量要素應(yīng)包括水平面總輻照度、法向直射輻照度、散 射輻照度、地面平均風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境溫度、氣壓。二氣象監(jiān)測設(shè)備測量誤差 輻照度的測量誤差：不大于± 5%;風(fēng)速的測量誤差：不大于土 0.5m/s(3m/s30m/s);風(fēng)向的測量誤差：不大于± 5°環(huán)境溫度的測量誤差：不大于土C； 氣壓的測量誤差：不大于± 3hPa三數(shù)據(jù)傳輸 光伏電站應(yīng)上傳所有氣象監(jiān)測設(shè)備的測量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采 集應(yīng)滿足實時性的要求，數(shù)據(jù)傳輸時間間隔不大于 5min ， 宜采用時段內(nèi)的平均值。因氣象監(jiān)測設(shè)備故障或者傳輸通道故障等原因造成數(shù) 據(jù)無效或中斷，

5、宜采用與本氣象監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)相關(guān)性最高的 監(jiān)測數(shù)據(jù)代替。第十條 所有光伏電站樣板逆變器的選擇，應(yīng)考慮在不同 地理位置的均勻分布，逆變器型號以及電池板類型、材料等 具有代表性。 原那么上樣板逆變器個數(shù)不少于本站總數(shù)的 5% ， 不超過 10% ，對于組串式逆變器， 應(yīng)以單個子陣作為一個樣 板單元。第四章 光伏電站理論發(fā)電功率計算方法第十一條 光伏電站理論功率及受阻電量計算主要有兩 種方法：氣象數(shù)據(jù)外推法和樣板逆變器法。各光伏電站可根 據(jù)實際情況選擇算法，建議具備條件的同時采用兩種方法計 算。第十二條 氣象數(shù)據(jù)外推法采用物理方法將實測水平面 輻照強度轉(zhuǎn)換為光伏組件斜面輻照強度，將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為 板面

6、溫度，綜合考慮光伏電站的位置、不同光伏組件的特性 及安裝方式等因素，建立光伏電池的光電轉(zhuǎn)換模型，得到光 伏電站的理論功率。按如下方式計算：1根據(jù)氣象監(jiān)測設(shè)備的實測水平輻照強度和環(huán)境溫 度，將水平輻照強度轉(zhuǎn)化為光伏組件斜面的有效輻照強度， 將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化為光伏組件的有效溫度，有條件的宜使用直 采光伏組件溫度數(shù)據(jù)。2根據(jù)光伏組件標(biāo)準(zhǔn)工況下的設(shè)備參數(shù)，計算當(dāng)前 氣象條件下光伏組件輸出的直流功率。 3綜合考慮光伏組件的有效數(shù)量、光伏組件的老化、 光伏組件的失配損失、光伏組件外表的塵埃遮擋、光伏電池 板至并網(wǎng)點的線路傳輸及站用電損失、逆變器效率等因素， 得到光伏電站并網(wǎng)點的交流功率。 具體計算詳見附錄

7、第十三條 樣板逆變器法是在選定樣板逆變器根底上， 建立樣板逆變器出力與全站出力之間的映射模型，獲得全站 理論發(fā)電功率，按如下方式計算。光伏電站理論發(fā)電功率:K NkMkPj ,k,mm 1光伏電站可用發(fā)電功率:P KMkjmj k1 Mk m 1式中，Pj為光伏電站j理論發(fā)電功率，Pj為光伏電站j 可用發(fā)電功率，k為逆變器型號編號，K為逆變器型號數(shù)量， Mk為型號k逆變器的樣板逆變器數(shù)量，Nk為型號k逆變器的 全站總數(shù)量，7為型號k逆變器的開機運行總數(shù)量，Pj,k,m為光伏電站j型號k逆變器第m臺樣板機的實際功率。第五章 光伏電站受阻電量計算方法第十四條 光伏電站站內(nèi)和站外受阻電量按如下方式計

8、 算。光伏電站站內(nèi)受阻電量:Ei,j t(Pj,iPj,i)光伏電站站外受阻電量:nEo,jt(Pj,iTj,Ji 1式中，E|,j為光伏電站j站內(nèi)受阻電量，Eo,j為光伏電站j 站外受阻電量，P,i為i時刻光伏電站j理論發(fā)電功率， 即為i時刻光伏電站j可用發(fā)電功率， j為i時刻光伏電站j實發(fā)功率，n為統(tǒng)計時段內(nèi)樣本數(shù)量，t為時間分辨率第六章 全網(wǎng)理論發(fā)電功率計算方法第十五條 全網(wǎng)理論發(fā)電功率通過網(wǎng)內(nèi)所有并網(wǎng)光伏電站的理論發(fā)電功率加和獲得：NPPjj 1式中，P為全網(wǎng)理論發(fā)電功率， Pj為光伏電站j的理論發(fā)電功率，N為網(wǎng)內(nèi)所有并網(wǎng)光伏電站的數(shù)量。第十六條 全網(wǎng)可用發(fā)電功率是在網(wǎng)內(nèi)所有并網(wǎng)光伏電

9、站可用發(fā)電功率加和的根底上，考慮斷面約束后的可用發(fā)電功率。全網(wǎng)可用發(fā)電功率計算方法如下：1按照斷面約束將所有光伏電站分為不同的光伏電 站群，共計S個光伏電站群，計算每個光伏電站群的可用發(fā) 電功率：Rs = min式中，Rs為光伏電站群ss=1,2, -S的可用發(fā)電功率，s為 光伏電站群s中所有光伏電站的集合，Pl,s為光伏電站群 s對應(yīng)約束斷面的限值，Ls、Gs分別為該約束斷面下的當(dāng)前負 荷和其它電源實際出力，P為光伏電站j可用發(fā)電功率。不2多級嵌套斷面中，根據(jù)下級斷面光伏電站群的可 用發(fā)電功率修正上一級斷面光伏電站群的可用發(fā)電功率，假 設(shè)存在多個下級斷面那么進行合并，一直計算到最上級約束斷

10、面對應(yīng)光伏電站群的可用發(fā)電功率。Rs' =min(Pl# + S GJ, R +式中，Rs為上一級斷面對應(yīng)光伏電站群 s的可用發(fā)電功率，Ls'、Gs'分別為上一級斷面下的負荷和其它電源出力，含所有下級斷面的負荷和其它電源出力。3除最上級斷面外，剔除嵌套斷面中其余斷面對應(yīng)的光伏電站群，那么光伏電站群個數(shù)變?yōu)镾，計算全網(wǎng)可用發(fā)電功率：sr3 = 1式中，P為全網(wǎng)可用發(fā)電功率， Rs為光伏電站群s的可 用發(fā)電功率。斷面約束和光伏電站群劃分隨著運行方式的改 變而變化。第七章 全網(wǎng)受阻電量計算方法第十七條全網(wǎng)站內(nèi)受阻電力通過網(wǎng)內(nèi)所有并網(wǎng)光伏電站站內(nèi)受阻電力累加獲得:NPI (Pj

11、 Pj )j1全網(wǎng)站內(nèi)受阻電量通過全網(wǎng)站內(nèi)受阻電力積分獲得：NnEIEI , j tPI,ij 1 i 1式中， PI 為全網(wǎng)站內(nèi)受阻電力， EI 為全網(wǎng)站內(nèi)受阻電量， Ei為光伏電站j站內(nèi)受阻電量，n為統(tǒng)計時段內(nèi)的樣本數(shù)量， t為時間分辨率，N為網(wǎng)內(nèi)并網(wǎng)光伏電站個數(shù)。第十八條 全網(wǎng)斷面受阻電力通過所有光伏電站可用發(fā) 電功率之和減去全網(wǎng)可用發(fā)電功率獲得：NPGPjPj1全網(wǎng)斷面受阻電量通過全網(wǎng)斷面受阻電力積分獲得：nEG t PG,ii1式中，Pg為全網(wǎng)斷面受阻電力， 為第i時刻的全網(wǎng) 斷面受阻電力，Eg為全網(wǎng)斷面受阻電量，n為統(tǒng)計時段內(nèi)的 樣本數(shù)量， t 為時間分辨率。第十九條 全網(wǎng)調(diào)峰受阻

12、電力為全網(wǎng)可用發(fā)電功率與實 發(fā)電力之差：NPS P Tjj1全網(wǎng)調(diào)峰受阻電量通過全網(wǎng)調(diào)峰受阻電力積分獲得：ES tPS,ii1式中，Ps為全網(wǎng)調(diào)峰受阻電力，E為第i時刻的全網(wǎng)調(diào)峰受阻電力，Es為全網(wǎng)調(diào)峰受阻電量，Tj為光伏電站j實 發(fā)功率， n 為統(tǒng)計時段內(nèi)的樣本數(shù)量，t 為時間分辨率， N為網(wǎng)內(nèi)并網(wǎng)光伏電站個數(shù)。第八章 附那么第二十條 本方法由國家電力調(diào)控中心負責(zé)解釋。第二十一條 本方法自發(fā)布之日起執(zhí)行。附錄：氣象數(shù)據(jù)外推計算方法1根據(jù)氣象監(jiān)測設(shè)備的實測水平輻照強度和環(huán)境溫 度，將水平輻照強度轉(zhuǎn)化為光伏組件斜面的有效輻照強度， 將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化為光伏組件的有效溫度，具體如下。光伏組件斜面的有效

13、輻照強度可以采用水平輻照度數(shù) 據(jù)結(jié)合太陽高度角、赤緯角、當(dāng)?shù)鼐暥取r角、方位角、傾 角來計算環(huán)境溫度可利用以下公式轉(zhuǎn)化為光伏組件的板面溫度，有條件的宜使用直采光伏組件溫度數(shù)據(jù)。Tm Ta K Ge 1式中：Tm光伏組件的板面溫度； Ta為環(huán)境溫度；Ge為光 伏組件斜面的有效輻照強度；K為溫度修正系數(shù)，每年通過采集實際運行數(shù)據(jù)，利用自回歸的方法對K值進行修正。2根據(jù)光伏組件標(biāo)準(zhǔn)工況下的設(shè)備參數(shù)，計算當(dāng)前 氣象條件下組件的最正確輸出電流1MPP和最正確的輸出電壓U MPP .MPPImref 岸(1 a T)GrefUmpp Umrefln(e b G)(1 c T)式中：Gef 標(biāo)準(zhǔn)太陽輻照強度

14、，值為1000W/m2 ；Tref 標(biāo)準(zhǔn)組件溫度，值為25 C；1 mref 光伏組件在標(biāo)準(zhǔn)工況下的最正確輸出電流;Umref 光伏組件在標(biāo)準(zhǔn)工況下的最正確輸出電壓；G實際的輻照強度與標(biāo)準(zhǔn)輻照強度的差，GGeGref；T實際組件溫度與標(biāo)準(zhǔn)組件溫度的差，TTmTref ；e 自然對數(shù)的底數(shù)，其值可取2.71828 ；a、b、c補償系數(shù)，根據(jù)光伏組件實驗數(shù)據(jù)進行擬合得到，并根據(jù)實測數(shù)據(jù)定期修正。最終，計算光伏組件的直流輸出功率Fdc：4Fdc U MFF IMFF3綜合考慮光伏組件的有效數(shù)量、光伏組件的老化、光伏組件的失配損失、光伏組件外表的塵埃遮擋、光伏電池Pacj' ：板至并網(wǎng)點的線路

15、傳輸及站用電損失、逆變器效率等因素，得到光伏電站并網(wǎng)點的理論發(fā)電功率Facj和可用發(fā)電功率FdcK1K2K3 K 4 inv5Facj'nj 'FdcK1K2K3 K4 inv式中：nj 并網(wǎng)運行的光伏組件的全部數(shù)量;nj'并網(wǎng)運行的光伏組件有效數(shù)量；Fdc 光伏組件的直流輸出功率；K1 光伏組件老化損失系數(shù)，無量綱， 每年按照一定比例 遞減，Ki 1 k ya，其中ya為不同太陽能電池材料年衰減率， 以太陽能電池制造廠家提供的相關(guān)衰減率參數(shù)為依據(jù)， k 為 并網(wǎng)光伏電站投入使用的年數(shù)；K2 光伏組件失配損失系數(shù)，無量綱；K3 塵埃遮擋損失系數(shù)，無量綱；©線路傳輸及站用電損失系數(shù)，無量綱；每年通過采集實際運行數(shù)據(jù)，利用自回歸的方法對K1 、K2、K3、K4值進行修正；inv并網(wǎng)逆變器效率，無量綱，采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 50530進行等效。附表：光伏電站根本參數(shù)表1 :光伏電站根底信息序號名稱單位根本內(nèi)容備注1光