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 為標準光伏理論發(fā)電功率及受阻電量等指標的 統(tǒng)計分析， 依據?光伏發(fā)電站太陽能資源實時監(jiān)測技術要求? GB/T 30153-2022 、?光伏發(fā)電功率預測氣象要素監(jiān)測技術 標準?Q/GDW 1996-2022丨的有關要求，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?并網調度協議? 、集中并入電網的光伏發(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公司各級電力調度機構 和調管范圍內并網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 術語和定義第四條 光伏電站發(fā)電功率指標包括理論發(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 所有逆變器及相關設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)電功率指扣除站內設備故障、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受阻電力和站外受 阻電力兩局部。站內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可用 發(fā)電功率與實發(fā)功率之差。第七條 全網站內受阻電力指所有光伏電站站內受阻電 力之和；全網斷面受阻電力為因通道穩(wěn)定極限、電網設備檢 修、電網故障等情況導致的光伏受阻；全網調峰受阻電力指 全網可用發(fā)電功率與實發(fā)功率之差。第三章 數據準備第八條 計算理論發(fā)電功率和受阻電力需準備的實時數 據包括光伏電站實際發(fā)電功率、逆變器運行數據和狀態(tài)信 息、氣象監(jiān)測數據、開機容量；非實時數據包括光伏電站基 本參數 格式見附表 、樣板逆變器型號及其數量、全站逆變 器型號及其數量等。第九條 所有光伏電站應配備氣象監(jiān)測設備，并向調度機構實時上報氣象測量數據，氣象

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

5、宜采用與本氣象監(jiān)測設備數據相關性最高的 監(jiān)測數據代替。第十條 所有光伏電站樣板逆變器的選擇，應考慮在不同 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不少于本站總數的 5% ， 不超過 10% ，對于組串式逆變器， 應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：氣象數據外推法和樣板逆變器法。各光伏電站可根 據實際情況選擇算法，建議具備條件的同時采用兩種方法計 算。第十二條 氣象數據外推法采用物理方法將實測水平面 輻照強度轉換為光伏組件斜面輻照強度，將環(huán)境溫度轉換為 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換模型，得到光 伏電站的理論功率。按如下方式計算：1根據氣象監(jiān)測設備的實測水平輻照強度和環(huán)境溫 度，將水平輻照強度轉化為光伏組件斜面的有效輻照強度， 將環(huán)境溫度轉化為光伏組件的有效溫度，有條件的宜使用直 采光伏組件溫度數據。2根據光伏組件標準工況下的設備參數，計算當前 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為逆變器型號數量， Mk為型號k逆變器的樣板逆變器數量，Nk為型號k逆變器的 全站總數量，7為型號k逆變器的開機運行總數量，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 光伏電站站內和站外受阻電量按如下方式計

8、 算。光伏電站站內受阻電量: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)計時段內樣本數量，t為時間分辨率第六章 全網理論發(fā)電功率計算方法第十五條 全網理論發(fā)電功率通過網內所有并網光伏電站的理論發(fā)電功率加和獲得：NPPjj 1式中，P為全網理論發(fā)電功率， Pj為光伏電站j的理論發(fā)電功率，N為網內所有并網光伏電站的數量。第十六條 全網可用發(fā)電功率是在網內所有并網光伏電

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對應約束斷面的限值，Ls、Gs分別為該約束斷面下的當前負 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的光伏電站群，那么光伏電站群個數變?yōu)镾，計算全網可用發(fā)電功率：sr3 = 1式中，P為全網可用發(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 全網受阻電量計算方法第十七條全網站內受阻電力通過網內所有并網光伏電站站內受阻電力累加獲得:NPI (Pj

11、 Pj )j1全網站內受阻電量通過全網站內受阻電力積分獲得：NnEIEI , j tPI,ij 1 i 1式中， PI 為全網站內受阻電力， EI 為全網站內受阻電量， Ei為光伏電站j站內受阻電量，n為統(tǒng)計時段內的樣本數量， t為時間分辨率，N為網內并網光伏電站個數。第十八條 全網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可用發(fā)電功率獲得：NPGPjPj1全網斷面受阻電量通過全網斷面受阻電力積分獲得：nEG t PG,ii1式中，Pg為全網斷面受阻電力， 為第i時刻的全網 斷面受阻電力，Eg為全網斷面受阻電量，n為統(tǒng)計時段內的 樣本數量， t 為時間分辨率。第十九條 全網調峰受阻

12、電力為全網可用發(fā)電功率與實 發(fā)電力之差：NPS P Tjj1全網調峰受阻電量通過全網調峰受阻電力積分獲得：ES tPS,ii1式中，Ps為全網調峰受阻電力，E為第i時刻的全網調峰受阻電力，Es為全網調峰受阻電量，Tj為光伏電站j實 發(fā)功率， n 為統(tǒng)計時段內的樣本數量，t 為時間分辨率， N為網內并網光伏電站個數。第八章 附那么第二十條 本方法由國家電力調控中心負責解釋。第二十一條 本方法自發(fā)布之日起執(zhí)行。附錄：氣象數據外推計算方法1根據氣象監(jiān)測設備的實測水平輻照強度和環(huán)境溫 度，將水平輻照強度轉化為光伏組件斜面的有效輻照強度， 將環(huán)境溫度轉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 據結合太陽高度角、赤緯角、當地緯度、時角、方位角、傾 角來計算環(huán)境溫度可利用以下公式轉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據。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，每年通過采集實際運行數據，利用自回歸的方法對K值進行修正。2根據光伏組件標準工況下的設備參數，計算當前 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 標準太陽輻照強度

14、，值為1000W/m2 ；Tref 標準組件溫度，值為25 C；1 mref 光伏組件在標準工況下的最正確輸出電流;Umref 光伏組件在標準工況下的最正確輸出電壓；G實際的輻照強度與標準輻照強度的差，GGeGref；T實際組件溫度與標準組件溫度的差，TTmTref ；e 自然對數的底數，其值可取2.71828 ；a、b、c補償系數，根據光伏組件實驗數據進行擬合得到，并根據實測數據定期修正。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 并網運行的光伏組件的全部數量;nj'并網運行的光伏組件有效數量；Fdc 光伏組件的直流輸出功率；K1 光伏組件老化損失系數，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衰減率參數為依據， k 為 并網光伏電站投入使用的年數；K2 光伏組件失配損失系數，無量綱；K3 塵埃遮擋損失系數，無量綱；©線路傳輸及站用電損失系數，無量綱；每年通過采集實際運行數據，利用自回歸的方法對K1 、K2、K3、K4值進行修正；inv并網逆變器效率，無量綱，采用歐洲標準EN 50530進行等效。附表：光伏電站根本參數表1 :光伏電站根底信息序號名稱單位根本內容備注1光