[发明专利]一种离线系数拟合的光伏发电系统主动减载方法

说明书

一种离线系数拟合的光伏发电系统主动减载方法，其特点是，包括光伏电池的数学模型建立、离线系数拟合控制、主动减载控制和并网逆变器控制等步骤：在Matlab仿真平台中建立光伏电池的数学模型，获取不同温度和光照强度下光伏输出最大功率，离线系数拟合控制将最大功率与温度和光照强度根据已知的函数形式进行离线数据拟合，获取拟合系数；通过检测外界环境的温度和光照强度，可以方便地计算出光伏输出最大功率；主动减载控制通过比较当前光伏输出功率与目标功率，即光伏最大功率主动减载后的功率的大小关系，调整输出电压实现主动减载控制，所采用的方法提高了最大功率估计值和减载率的准确度。具有方法科学合理，适用性强，效果佳等优点。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，是一种离线系数拟合的光伏发电系统主动减载方法。

背景技术

近年来，我国光伏发电的装机容量和发电量及其渗透率不断提高，由于太阳能的随机性和波动性导致光伏并网发电对电网运行产生不利影响，尤其是对系统频率的稳定性。光伏发电系统通常采用最大功率点跟踪控制，并不具备有功备用，无法参与系统调频，因此光伏系统进行有功控制以参与系统调频的研究，对提高光伏并网的稳定性以及频率的稳定具有重要研究意义。

传统的减载方法，定值功率减载控制作为有功备用，所采用的控制关系为差值关系，无论光伏最大输出功率的高低，定值功率减载控制下的有功备用容量始终不变，不能根据最大功率实现有功备用的优化控制。本发明采用离线系数拟合的方法计算不同温度和光照下光伏发电系统的最大功率，然后根据最大功率的比例进行主动减载控制，不需要辅助储能；在调频期间根据调频需要进行变减载控制，即改变光伏减载率，调整输出功率参与调频。

发明内容

本发明的目的是：提出一种离线系数拟合的光伏发电系统主动减载方法，该方法考虑光伏系统参与调频前需要进行减载控制，进行有功备用，在调频期间改变减载率调整有功输出参与调频，而减载控制下无法获取光伏发电最大功率，且光伏发电最大功率受外界温度和光照影响，通过检测光伏系统外界温度和光照强度，根据离线拟合函数计算最大功率，为光伏发电系统主动减载控制提供基础。

为了实现上述目的采用的技术方案是：一种离线系数拟合的光伏发电系统主动减载方法，其特征是，它包括的步骤有：光伏电池数学模型的建立、离线系数拟合控制、主动减载控制和并网逆变器控制。

1)光伏电池数学模型的建立

光伏电池的输出电流和电压的关系采用工程数学模型，只需要I_sc、V_oc、I_m和V_m四个参数便可以搭建光伏电池模型，用式(1)～(3)表示：

式中：I_PV为光伏电池的输出电流；V_PV为光伏电池的输出电压；I_sc为光伏电池的短路电流；V_oc为光伏电池的开路电压；I_m为光伏电池输出最大功率点的电流；V_m为光伏电池输出最大功率点的电压；

考虑外界环境的变化对I_sc、V_oc、I_m和V_m四个参数的影响，引入温度和光照强度对I_sc、V_oc、I_m和V_m四个参数进行修正：

V_oc＝V_oc0[1+β(T-T₀)]ln[e+γ(S-S₀)] (5)