[发明专利]风光分布式电源的独立微电网负荷缺口计算方法

说明书

技术领域

 本发明涉及电力行业，特别是涉及风光分布式电源的独立微电网负荷缺口计算方法。

背景技术

目前能源危机越来越严重。所以风光地热等可再生能源的发展越来越受到重视，其在能源结构中的比重也不断提高，其中风力发电和光伏电池板发电最突出。尤其是在海岛或者偏远地区，架设长距离输电线路往往不是很经济，而如果能利用好当地的自然资源（例如风光地热等等）来为用户提供电力能源，将会既经济又环保。

发明内容

为避免以上现有技术的不足，本发明提供一种风光分布式电源的独立微电网负荷缺口计算方法。

风光分布式电源的独立微电网负荷缺口计算方法包括如下步骤：

1)根据风力发电机故障率及光伏电池板的故障率对风力发电机及光伏电池板的每小时运行状态进行拉丁超立方随机抽样，得到风力发电机及光伏电池板的运行状态；

2)根据风速及光照强度的历史数据得到风速及光照强度的分布规律，根据得到的分布规律模拟每小时的风速和光照强度； 

3)依据风速及风力发电机的运行状态得到风力发电的每小时总出力，根据光照强度及光伏电池板的运行状态得到光伏的每小时总出力；负荷与风光总出力之和的差即为独立微电网每小时的负荷缺口。此处负荷是已知的配电网每小时需求的功率。

所述依据风速及风力发电机的运行状态得到风力发电的每小时总出力包括：

根据步骤1得到的风力发电机的运行状态的判断风机某小时的运行状态，如果为故障状态，则该小时的风力发电总出力为0；如果为正常状态，则该小时风力发电的每小时总出力与风速的关系为：

    

式中：v、v_ci、v_r、v_co分别为实际风速、切入风速、额定风速和切出风速，m/s； P_N为风电机组额定输出功率，kW； P_wt为风力发电每小时总出力，kW。

所述根据光照强度及光伏电池板的运行状态得到光伏的每小时总出力包括：

根据步骤1得到的光伏电池板的运行状态判断光伏电池板某小时的运行状态，如果为故障状态，则该小时的光伏出力为0；如果为正常状态，则该小时光伏的每小时总出力与光照强度的关系为：

式中：P_pv为光伏发电系统在工作点的输出功率，kW；G_c为工作点的太阳辐照度，kW/m2；γ为功率温度系数，取值为-0.0043/℃； P_STC为标准额定条件下光伏发电系统的额定输出功率，kW；Tc为工作点的电池温度，℃；太阳辐照度G_STC为1kW/m2;；电池温度T_STC为25℃。

所述风光电总出力之和指风力发电每小时总出力与光伏每小时总出力之和

本发明的优点为：

1）能够有效根据当地的历史风速数据及光照强度拟合符合当地情况的风速及光照强度，使仿真的结果更加准确。

2）运用拉丁超立方随机抽样对风力发电机及光伏电池板的运行状态进行随机抽样，更加符合实际运行工况。

3）可对于不同发电厂不同规格不同规模的分布式电源都可进行模拟，并通过模拟结果分析规格规模的不同对微网的可靠性和系统规划的影响。

附图说明

图1：拉丁超立方仿真抽样计算流程图；

图2：拉丁超立方采样示意图；

图3：本发明方法流程图；

图4：风光负荷独立微网供电充裕性仿真软件仿真示意图。

具体实施方式

本发明运用拉丁超立方仿真抽样的方法对风力发电机及光伏电池板的运行状态进行随机抽样模拟，对于不同发电厂不同规格不同规模的分布式电源都可进行模拟，并可根据当地的历史风速数据及光照强度模拟风速及光照强度的随机性，真实可靠地模拟出微网的净功率情况，具有较强的准确性与适应性。如图3所示，该方法计算过程简单清晰，运算速度快，实用性很强。包括如下步骤：

1)根据故障率对风力发电机及光伏电池板的每小时运行状态进行拉丁超立方随机抽样；例如，风机的故障率是1%，我们需要得到100个小时的运行状态，则有1（100*1%）个故障状态，99（100-1）个正常状态；再随机排序这100个小时的运行状态，即得到风机100个小时的运行状态。