[发明专利]一种计算光伏发电系统中储能电池柜容量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种计算光伏发电系统中储能电池柜容量的方法。

背景技术

在光伏发电系统中，发电量会随着光照强度的变化而相应发生改变，用电负载也处于不断变化之中，从而导致储能柜SOC(State of Charge，荷电状态)的变化。

储能是光伏发电系统的重要组成部分，储能环节的优劣直接影响到光伏发电系统设计的成败。当储能电池柜容量选取过小时，光伏系统发出的电更多的转移到市网中去，同时也需要市网供给更多的电给用户负载，使整个系统不能发挥最大的作用；而当容量选取过大时，由于目前储能电池造价昂贵，必然会造成投资上的浪费。因此选择最佳的储能电池柜容量对光伏发电系统显得尤为重要。

目前，在光伏发电系统设计时，一般根据光伏电池的总发电量、峰值发电量、负载总耗电量、负载峰值耗电量等数据进行简单计算，再辅以设计者的经验确定系统中储能柜的容量，无法使系统运转达到最理想的状态。

现有技术存在的缺点是，现有储能电池柜容量大多根据设计者经验或是通过简单的计算确定，设计者通过参考已经投入使用的光伏发电系统的运转情况，以及新系统中相应参数的变化(如光伏电池的发电功率、负载功率等)来确定新的光伏系统的储能柜容量，系统的优劣受设计者经验影响较大，且不可能做到整个系统运转性能与经济性的完美结合。并且，由于在设计阶段无法准确了解储能柜容量对系统运转的影响，只能通过用户对系统的使用过程中感知容量的选取是否恰当，投入使用后再想更改储能电池容量必然会导致成本的增加。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出了一种计算光伏发电系统中储能电池柜容量的方法，该方法可以在系统设计阶段确定储能电池柜最合理的匹配容量，优化了系统，降低了成本。

为达到上述目的，本发明的实施例提出的一种计算光伏发电系统中储能电池柜容量的方法，包括如下步骤：

获得光伏发电系统中负载随时间变化的曲线Plo(t)和根据所述光伏发电系统的工作模式获得所述光伏发电系统中光伏电池的发电功率随时间变化的曲线Ppv(t)；

根据所述曲线Plo(t)和所述曲线Ppv(t)计算得到所述光伏发电系统中储能电池柜的充放电功率随时间变化的曲线P(t)；

根据所述曲线P(t)计算所述储能电池柜的实时电量以获得所述储能电池柜的荷电状态；

根据所述储能电池柜的荷电状态在时间上的分布获得所述储能电池柜的容量。

根据本发明实施例的计算光伏发电系统中储能电池柜容量的方法，通过采用仿真分析的方法用储能电池柜模拟真实的光伏发电系统运作情况，可以在系统设计阶段确定储能电池柜最合理的匹配容量，优化了光伏发电系统，降低了成本。并且可以对光伏发电系统进行定性分析，减少了设计者经验对光伏发电系统的影响。

在本发明的一个实施例中，所述储能电池柜的实时电量根据以下公式计算得到：

其中，Q为所述储能电池柜的容量，Bsoc₀为所述储能电池柜的初始荷电状态，P(t)为所述储能电池柜的充放电功率随时间变化的曲线，t为充放电时间，Q_t为所述储能电池柜的实时电量。

并且，在本发明的实施例中，根据以下公式获得所述储能电池柜的荷电状态：

其中，Bsoc_t为所述储能电池柜在t时刻的荷电状态，Q为所述储能电池柜的容量，Q_t为所述储能电池柜的实时电量。

在本发明的一个实施例中，根据所述储能电池柜的荷电状态在时间上的分布获得所述储能电池柜的容量，进一步包括：

分别获得t时间内所述储能电池柜的荷电状态等于第一阈值和第二阈值的时间长度；

根据所述储能电池柜的荷电状态等于所述第一阈值时的时间长度和所述储能电池柜的荷电状态等于所述第二阈值时的时间长度获得比较参数；

根据所述比较参数获得所述储能电池柜的容量。

通过引入了比较参数，可以对光伏发电系统进行定性分析，从而确定储能电池柜的容量，减少了设计者经验对系统的影响。

在本发明的一个示例中，所述第一阈值为10％，所述第二阈值为90％。

具体地，所述比较参数根据以下公式计算得到：

其中，为所述储能电池柜的荷电状态等于所述第二阈值时的时间长度，为所述储能电池柜的荷电状态等于所述第一阈值时的时间长度，λ为所述比较参数。