[发明专利]风光优化配比的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风光优化配比的计算方法，尤其是一种优化风光互补发电中风光装机容量配比的计算方法。

背景技术

随着可再生能源技术的飞速发展，风、光互补混合发电系统以其经济性和可靠性得到了越来越广泛的应用。风力发电组包括由轮毂和发电机，轮毂由风力推动旋转，带动发动机发电产生电能。光伏发电组包括光伏阵列和电气器件，光伏阵列是由倾斜设置的太阳能电池板组成。由于太阳能与风能的互补性强，风光互补工程将在时间上弥补了风力发电组和光伏发电组独立系统在资源上的缺陷，同时风力发电和光伏发电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，从而降低风光互补工程的造价。但是由于太阳能发电时间上有间断性，风力发电输出不稳定，合理地选择光伏电站的装机容量与风电场装机容量配比，能够减少对并网系统的冲击，提高电场稳定性。

中国专利文献CN103955763A公开了一种风光互补电站容量配比的计算方法，通过测量全年的风速数据、太阳辐射数据和温度数据，提出规划电站需加装的限流设备的选型依据。但是这种风光互补电站容量配比的计算方法需要测量全年的气象数据，数据获取困难，操作性差，容易出现测量差错。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种风光优化配比的计算方法，能够计算出期望风电场稳定输出的功率值下的有功功率偏差率最小的光伏电站的装机容量与风电场装机容量的比值。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

风光优化配比的计算方法，包括以下过程，

A、建立风速测量场，每十分钟测量一次风速，并记录全年的风速数据；

B、根据A所测量的风速数据，经过风速修正和空气密度修正后计算全年内风力发电组每小时的输出；

C、根据光伏阵列所在位置的经纬度计算天文参数积日、日角和赤纬角；

D、根据B所得到的天文参数计算光伏阵列倾斜面上日出日落时间及太阳时角，计算光伏阵列上总辐射量；

E、由光伏阵列上的总辐射确定光伏阵列的太阳能电池板的最佳倾角；

F、计算出光伏阵列倾斜面上每小时的总辐射；

G、通过气象站数据库查询全年内每日的最低和最高环境温度，计算出光伏阵列的每小时的环境温度；

H、根据每小时的总辐射和每小时的环境温度计算出每小时的光伏阵列的温度；

I、在每小时的总辐射和环境温度变化的基础上，通过光伏发电组的电气参数和光伏阵列的串并联参数，计算出光伏发电组的每小时输出；

G、根据光伏发电组的出力和风力发电组的出力计算出最佳风光容量互补配比。

本发明的进一步改进在于：B中风速的修正是指测量风速的位置与轮毂位置之间的风速误差之间的修正，修正公式满足：

在上式中Z为轮毅高度，V轮毂处的风速，单位为m/s；Z₀为测量处的高度，V₀为测量处的风速,单位为m/s；指数α为风速切变指数，其值取决于大气稳定度和地面粗糙度，对于草地和开阔地取值范围是0.125～0.5。

本发明的进一步改进在于：B中空气密度的修正是指大气压、水汽压以及温度对空气密度影响的修正，修正的公式为：ρ=ρ0×11+0.003661·(P-0.378e1000);]]>

上式中P为大气压，e为水汽压，t为空气温度，ρ为风力发电组轮毂处的空气密度，ρ₀标准大气压下的空气密度。

本发明的进一步改进在于：E中的总辐射包括直射辐射、散射辐射和地面反射辐射。

本发明的进一步改进在于：I中光伏发电组的电气参数包括最佳工作电压、最佳工作电流、开路电压、短路电流；光伏阵列串并联参数包括光伏阵列之间的串联数量、每个光伏阵列中太阳能电池板的并联数量。