光伏理论发电功率及受阻电量计算方法

1、光伏理论发电功率及受阻电量计算方法试行第一章 总那么第一条 为标准光伏理论发电功率及受阻电量等指标的 统计分析， 依据?光伏发电站太阳能资源实时监测技术要求? GB/T 30153-2022 、?光伏发电功率预测气象要素监测技术 标准?Q/GDW 1996-2022丨的有关要求，制定本方法。第二条 本方法所称的光伏电站，是指按照公共电站要求 已签订?并网调度协议? 、集中并入电网的光伏发电站，不 包括分布式光伏发电系统。第三条 本方法适用于国家电网公司各级电力调度机构 和调管范围内并网光伏电站开展理论发电功率及受阻电量 统计计算工作。第二章 术语和定义第四条 光伏电站发电功率指标包括理论发电功

2、率和可 用发电功率。光伏电站理论发电功率指在某时刻光资源情况下站内 所有逆变器及相关设备均正常运行时可发出的功率，其积分 电量为某时段的光伏电站理论发电量。光伏电站可用发电功率指扣除站内设备故障、缺陷或检 修等原因引起受阻后可发出的功率，其积分电量为某时段的 光伏电站可用发电量。第五条 光伏电站受阻电力分为站内受阻电力和站外受 阻电力两局部。站内受阻电力指光伏电站理论发电功率与可用发电功 率之差，其积分电量为站内受阻电量。站外受阻电力指光伏电站可用发电功率与实发功率之 差，其积分电量为站外受阻电量。第六条 全网理论发电功率指所有光伏电站理论发电功 率之和；全网可用发电功率指考虑断面约束的光伏电

3、站可用 发电功率之和；可参与市场交易的光伏充裕电力指全网可用 发电功率与实发功率之差。第七条 全网站内受阻电力指所有光伏电站站内受阻电 力之和；全网断面受阻电力为因通道稳定极限、电网设备检 修、电网故障等情况导致的光伏受阻；全网调峰受阻电力指 全网可用发电功率与实发功率之差。第三章 数据准备第八条 计算理论发电功率和受阻电力需准备的实时数 据包括光伏电站实际发电功率、逆变器运行数据和状态信 息、气象监测数据、开机容量；非实时数据包括光伏电站基 本参数 格式见附表 、样板逆变器型号及其数量、全站逆变 器型号及其数量等。第九条 所有光伏电站应配备气象监测设备，并向调度机构实时上报气象测量数据，气象

4、数据满足以下条件：一气象监测设备测量要素测量要素应包括水平面总辐照度、法向直射辐照度、散 射辐照度、地面平均风速、风向、环境温度、气压。二气象监测设备测量误差 辐照度的测量误差：不大于± 5%;风速的测量误差：不大于土 0.5m/s(3m/s30m/s);风向的测量误差：不大于± 5°环境温度的测量误差：不大于土C； 气压的测量误差：不大于± 3hPa三数据传输 光伏电站应上传所有气象监测设备的测量数据，数据采 集应满足实时性的要求，数据传输时间间隔不大于 5min ， 宜采用时段内的平均值。因气象监测设备故障或者传输通道故障等原因造成数 据无效或中断，

5、宜采用与本气象监测设备数据相关性最高的 监测数据代替。第十条 所有光伏电站样板逆变器的选择，应考虑在不同 地理位置的均匀分布，逆变器型号以及电池板类型、材料等 具有代表性。 原那么上样板逆变器个数不少于本站总数的 5% ， 不超过 10% ，对于组串式逆变器， 应以单个子阵作为一个样 板单元。第四章 光伏电站理论发电功率计算方法第十一条 光伏电站理论功率及受阻电量计算主要有两 种方法：气象数据外推法和样板逆变器法。各光伏电站可根 据实际情况选择算法，建议具备条件的同时采用两种方法计 算。第十二条 气象数据外推法采用物理方法将实测水平面 辐照强度转换为光伏组件斜面辐照强度，将环境温度转换为 板面

6、温度，综合考虑光伏电站的位置、不同光伏组件的特性 及安装方式等因素，建立光伏电池的光电转换模型，得到光 伏电站的理论功率。按如下方式计算：1根据气象监测设备的实测水平辐照强度和环境温 度，将水平辐照强度转化为光伏组件斜面的有效辐照强度， 将环境温度转化为光伏组件的有效温度，有条件的宜使用直 采光伏组件温度数据。2根据光伏组件标准工况下的设备参数，计算当前 气象条件下光伏组件输出的直流功率。 3综合考虑光伏组件的有效数量、光伏组件的老化、 光伏组件的失配损失、光伏组件外表的尘埃遮挡、光伏电池 板至并网点的线路传输及站用电损失、逆变器效率等因素， 得到光伏电站并网点的交流功率。 具体计算详见附录

7、第十三条 样板逆变器法是在选定样板逆变器根底上， 建立样板逆变器出力与全站出力之间的映射模型，获得全站 理论发电功率，按如下方式计算。光伏电站理论发电功率:K NkMkPj ,k,mm 1光伏电站可用发电功率:P KMkjmj k1 Mk m 1式中，Pj为光伏电站j理论发电功率，Pj为光伏电站j 可用发电功率，k为逆变器型号编号，K为逆变器型号数量， Mk为型号k逆变器的样板逆变器数量，Nk为型号k逆变器的 全站总数量，7为型号k逆变器的开机运行总数量，Pj,k,m为光伏电站j型号k逆变器第m台样板机的实际功率。第五章 光伏电站受阻电量计算方法第十四条 光伏电站站内和站外受阻电量按如下方式计

8、 算。光伏电站站内受阻电量:Ei,j t(Pj,iPj,i)光伏电站站外受阻电量:nEo,jt(Pj,iTj,Ji 1式中，E|,j为光伏电站j站内受阻电量，Eo,j为光伏电站j 站外受阻电量，P,i为i时刻光伏电站j理论发电功率， 即为i时刻光伏电站j可用发电功率， j为i时刻光伏电站j实发功率，n为统计时段内样本数量，t为时间分辨率第六章 全网理论发电功率计算方法第十五条 全网理论发电功率通过网内所有并网光伏电站的理论发电功率加和获得：NPPjj 1式中，P为全网理论发电功率， Pj为光伏电站j的理论发电功率，N为网内所有并网光伏电站的数量。第十六条 全网可用发电功率是在网内所有并网光伏电

9、站可用发电功率加和的根底上，考虑断面约束后的可用发电功率。全网可用发电功率计算方法如下：1按照断面约束将所有光伏电站分为不同的光伏电 站群，共计S个光伏电站群，计算每个光伏电站群的可用发 电功率：Rs = min式中，Rs为光伏电站群ss=1,2, -S的可用发电功率，s为 光伏电站群s中所有光伏电站的集合，Pl,s为光伏电站群 s对应约束断面的限值，Ls、Gs分别为该约束断面下的当前负 荷和其它电源实际出力，P为光伏电站j可用发电功率。不2多级嵌套断面中，根据下级断面光伏电站群的可 用发电功率修正上一级断面光伏电站群的可用发电功率，假 设存在多个下级断面那么进行合并，一直计算到最上级约束断

10、面对应光伏电站群的可用发电功率。Rs' =min(Pl# + S GJ, R +式中，Rs为上一级断面对应光伏电站群 s的可用发电功率，Ls'、Gs'分别为上一级断面下的负荷和其它电源出力，含所有下级断面的负荷和其它电源出力。3除最上级断面外，剔除嵌套断面中其余断面对应的光伏电站群，那么光伏电站群个数变为S，计算全网可用发电功率：sr3 = 1式中，P为全网可用发电功率， Rs为光伏电站群s的可 用发电功率。断面约束和光伏电站群划分随着运行方式的改 变而变化。第七章 全网受阻电量计算方法第十七条全网站内受阻电力通过网内所有并网光伏电站站内受阻电力累加获得:NPI (Pj

11、 Pj )j1全网站内受阻电量通过全网站内受阻电力积分获得：NnEIEI , j tPI,ij 1 i 1式中， PI 为全网站内受阻电力， EI 为全网站内受阻电量， Ei为光伏电站j站内受阻电量，n为统计时段内的样本数量， t为时间分辨率，N为网内并网光伏电站个数。第十八条 全网断面受阻电力通过所有光伏电站可用发 电功率之和减去全网可用发电功率获得：NPGPjPj1全网断面受阻电量通过全网断面受阻电力积分获得：nEG t PG,ii1式中，Pg为全网断面受阻电力， 为第i时刻的全网 断面受阻电力，Eg为全网断面受阻电量，n为统计时段内的 样本数量， t 为时间分辨率。第十九条 全网调峰受阻

12、电力为全网可用发电功率与实 发电力之差：NPS P Tjj1全网调峰受阻电量通过全网调峰受阻电力积分获得：ES tPS,ii1式中，Ps为全网调峰受阻电力，E为第i时刻的全网调峰受阻电力，Es为全网调峰受阻电量，Tj为光伏电站j实 发功率， n 为统计时段内的样本数量，t 为时间分辨率， N为网内并网光伏电站个数。第八章 附那么第二十条 本方法由国家电力调控中心负责解释。第二十一条 本方法自发布之日起执行。附录：气象数据外推计算方法1根据气象监测设备的实测水平辐照强度和环境温 度，将水平辐照强度转化为光伏组件斜面的有效辐照强度， 将环境温度转化为光伏组件的有效温度，具体如下。光伏组件斜面的有效

13、辐照强度可以采用水平辐照度数 据结合太阳高度角、赤纬角、当地纬度、时角、方位角、倾 角来计算环境温度可利用以下公式转化为光伏组件的板面温度，有条件的宜使用直采光伏组件温度数据。Tm Ta K Ge 1式中：Tm光伏组件的板面温度； Ta为环境温度；Ge为光 伏组件斜面的有效辐照强度；K为温度修正系数，每年通过采集实际运行数据，利用自回归的方法对K值进行修正。2根据光伏组件标准工况下的设备参数，计算当前 气象条件下组件的最正确输出电流1MPP和最正确的输出电压U MPP .MPPImref 岸(1 a T)GrefUmpp Umrefln(e b G)(1 c T)式中：Gef 标准太阳辐照强度

14、，值为1000W/m2 ；Tref 标准组件温度，值为25 C；1 mref 光伏组件在标准工况下的最正确输出电流;Umref 光伏组件在标准工况下的最正确输出电压；G实际的辐照强度与标准辐照强度的差，GGeGref；T实际组件温度与标准组件温度的差，TTmTref ；e 自然对数的底数，其值可取2.71828 ；a、b、c补偿系数，根据光伏组件实验数据进行拟合得到，并根据实测数据定期修正。最终，计算光伏组件的直流输出功率Fdc：4Fdc U MFF IMFF3综合考虑光伏组件的有效数量、光伏组件的老化、光伏组件的失配损失、光伏组件外表的尘埃遮挡、光伏电池Pacj' ：板至并网点的线路

15、传输及站用电损失、逆变器效率等因素，得到光伏电站并网点的理论发电功率Facj和可用发电功率FdcK1K2K3 K 4 inv5Facj'nj 'FdcK1K2K3 K4 inv式中：nj 并网运行的光伏组件的全部数量;nj'并网运行的光伏组件有效数量；Fdc 光伏组件的直流输出功率；K1 光伏组件老化损失系数，无量纲， 每年按照一定比例 递减，Ki 1 k ya，其中ya为不同太阳能电池材料年衰减率， 以太阳能电池制造厂家提供的相关衰减率参数为依据， k 为 并网光伏电站投入使用的年数；K2 光伏组件失配损失系数，无量纲；K3 尘埃遮挡损失系数，无量纲；©线路传输及站用电损失系数，无量纲；每年通过采集实际运行数据，利用自回归的方法对K1 、K2、K3、K4值进行修正；inv并网逆变器效率，无量纲，采用欧洲标准EN 50530进行等效。附表：光伏电站根本参数表1 :光伏电站根底信息序号名称单位根本内容备注1光