用于確定由光伏設備輸出的功率的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本解決方案通過如下方式改善光伏設備(PV設備)的可用性，即相鄰PV設備的遮蔽信息被考慮用于預報由當前PV設備所輸出的功率。尤其是考慮云運動和云形狀。這改善了預報精確性。在此有利的是，例如涉及最接近的15分鐘的短時預報是可行的，并且可以在由該PV設備輸出的功率中斷前相應即使地啟動備用能源。本發(fā)明例如可以被用在可更新能源、PV設備或智能電網(wǎng)中。
【專利說明】用于確定由光伏設備輸出的功率的方法和裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于確定由光伏設備輸出的功率的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]可更新能量在能量網(wǎng)絡中越來越重要對預報所需要的和可供使用的饋入功率提出了新的要求，以便能由此盡可能最佳地控制該網(wǎng)。該挑戰(zhàn)反映在也允許分散地控制能量流動的所謂“智能電網(wǎng)”的概念中。
[0003]由 Zimmermann H.G.、NeuneierR.、Grothmann R.在 Modeling and ForecastingFinancial Data, Techniques of Nonlinear Dynamics 中的文章 Modeling of DynamicalSystems by Error Correction Neural Networks (編輯 Soofi, A.和 Cao, L., KluwerAcademic出版社,2002,第237-263頁)已知所謂的糾錯神經(jīng)元網(wǎng)絡(Error CorrctionNeural Network, ECNN)。
[0004]為了能均衡在能量網(wǎng)絡的下級網(wǎng)絡部分中的負載流的控制而無需在此利用來自上級網(wǎng)絡部分的能量，需要事先知道預測的饋入功率。因而，功率平衡和/或驅動裝置負荷可以通過可控消耗器、蓄能器或能量生成裝置(例如熱力耦合設備(KWKSI))來均衡，但為此需要一定時間的預運轉，以便能考慮其動態(tài)情況(延時響應特性)并且最終保證該可控消耗器、蓄能器或能量生成裝置及時準備好工作。
[0005]這特別在所提到的可更新能量的情況下是成問題的，因為所提供的功率可能短時劇烈變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務在于避免上述的缺點并且尤其說明一種解決方案，其使得能夠有效控制網(wǎng)絡部分，即使該網(wǎng)絡部分具有基于可更新能量的能源。
[0007]該任務根據(jù)獨立權利要求的特征來解決。還由從屬權利要求得到本發(fā)明的改進方案。
[0008]為了解決該任務，說明一種用于確定由光伏設備輸出的功率的方法，
[0009]-基于至少一個相鄰的光伏設備的至少一個遮蔽信息。
[0010]相鄰的光伏設備也可以是提供關于太陽輻射遮蔽的數(shù)據(jù)的(地點)相鄰的測量區(qū)。
[0011]因此，可以通過如下方式進行對光伏設備遮蔽的有效和短時的預報，即相對于至少另一個光伏設備的地理布置被考慮進來。通過確定遮蔽、例如浮云運動的動態(tài)特定，可以預測出遮蔽方位和速度。在考慮該光伏設備和相鄰的光伏設備之間距離的情況下，可以確定出在遮蔽抵達之前的時間。相應地，可以根據(jù)遮蔽的類型和規(guī)模來及時激活可控消耗器、蓄能器或能量生成裝置。
[0012]這種方案具備高精確性，因為以高的時間分辨率和精度生成并考慮了氣候狀況。因此，也可以預報對于光伏設備的遮蔽，而對于這樣的遮蔽，全球可供使用的氣候信息及其時間上的預報持續(xù)時間太粗略且不準確。
[0013]一個改進方案是該遮蔽信息包括以下信息，所述信息基于減小的亮度并且尤其基于由云運動引起的遮蔽。
[0014]因此，遮蔽例如基于太陽輻射被云和其它氣候作用影時遮蔽。
[0015]另一個改進方案是:
[0016]-提供多個相鄰光伏設備的多個遮蔽信息，
[0017]-基于這些遮蔽信息來確定關于即將來臨的遮蔽的時間和地點預報，
[0018]-根據(jù)即將來臨的 遮蔽來確定該光伏設備的預期輸出功率。
[0019]因此，可以根據(jù)該光伏設備的預期輸出功率來提前確定附加地需要其它能源，以補償即將來臨的遮蔽和與之相關的光伏設備功率損失。
[0020]一個改進方案尤其是，根據(jù)該光伏設備的預期輸出功率來激活其它能源。
[0021]一個改進方案還在于，其它能源包括以下能源中的至少一個:
[0022]-可控消耗器，
[0023]-蓄能器，
[0024]-能量生成裝置。
[0025]另外一個改進方案是，多個相鄰的光伏設備在空間上至少部分包圍該光伏設備。
[0026]因而這些相鄰的光伏設備可以布置在該光伏設備周圍。這些光伏設備優(yōu)選不重疊。
[0027]在一個附加的改進方案范圍內(nèi)，基于這些遮蔽信息根據(jù)預報模型來確定關于即將來臨的遮蔽的時間和地點預報。
[0028]預報模型例如是用于識別和預測開放動態(tài)系統(tǒng)的非線性狀態(tài)空間模型，該系統(tǒng)一方面由內(nèi)部動態(tài)特性(設備特性)且另一方面由外部影響因素(例如天氣情況和相鄰設備狀況)來驅使。該模型能以時間展開的回歸神經(jīng)原網(wǎng)絡的形式來表述。開放動態(tài)特性的狀態(tài)和輸出公式優(yōu)選作為神經(jīng)原網(wǎng)絡的參數(shù)化函數(shù)的形式來描述。這些參數(shù)通過優(yōu)化算法匹配于觀測數(shù)據(jù)以獲得盡可能高的預測品質。可選地，神經(jīng)原網(wǎng)絡包含糾錯機制，其對動態(tài)特性的干擾做出反應并至少部分均衡所述干擾。神經(jīng)原網(wǎng)絡尤其具有以下優(yōu)點，即可以對非線性影響進行映像。
[0029]下一個改進方案在于，通過互相關性的最大化來求出遮蔽速度、尤其是浮云速度，
【權利要求】
1.一種用于確定由光伏設備輸出的功率的方法， -基于至少一個相鄰的光伏設備的至少一個遮蔽信息。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中該遮蔽信息包括以下信息，所述信息基于減小的亮度并且尤其基于由云運動所引起的遮蔽。
3.根據(jù)前述權利要求之一的方法， -其中提供多個相鄰的光伏設備的多個遮蔽信息， -其中基于這些遮蔽信息來確定關于即將來臨的遮蔽的時間和地點的預報， -其中根據(jù)即將來臨的遮蔽來確定該光伏設備的預期輸出功率。
4.根據(jù)權利要求3的方法，其中根據(jù)該光伏設備的預期輸出功率來激活其它能源。
5.根據(jù)權利要求4的方法，其中所述其它能源包括以下能源中的至少一種: -可控的消耗器， -蓄能器， -能量生成裝置。
6.根據(jù)權利要求3至5之一的方法，其中所述多個相鄰的光伏設備在空間上至少部分包圍該光伏設備。
7.根據(jù)權利要求3至6之一的方法,其中基于這些遮蔽信息根據(jù)預報模型來確定關于即將來臨的遮蔽的時間和地點的預報。`
8.根據(jù)權利要求3至7之一的方法，其中遮蔽的速度、尤其是浮云的速度通過互相關性Rab的最大化來確定:
I T/2
Rah = ^ ? / Pait) ? Pb{t + r)dt
].~T/2.,(!ah 苴中丁 =--
^WoIke ， 其中 a,b表不兩個光伏設備， T表示觀測的時間間隔， P表示饋入功率， dab表示光伏設備a和b之間的距離， u wolke表示浮云的所估計的速度。
9.根據(jù)權利要求8的方法，其中根據(jù)空間上不同取向的光伏設備的互相關生的比較來確定遮蔽的方向、尤其是浮云的方向。
10.根據(jù)權利要求8或9的方法，其中 -確定氣流的方向， -確定以不同程度遠離的光伏設備的互相關性的方差； -根據(jù)所述氣流和方差和所述方差來確定遮蔽的變化、尤其是浮云形狀的變化。
11.根據(jù)權利要求10的方法，其中基于所確定的遮蔽變化來確定該光伏設備的預期輸出功率。
12.根據(jù)權利要求11的方法，其中基于混合模型、尤其是基于糾錯神經(jīng)原網(wǎng)絡來確定該光伏設備的功率。
13.一種用于調節(jié)光伏設備的裝置，該裝置具有處理單元，該處理單元被設置為使得由該光伏設備輸出的功率能基于至少一個相鄰的光伏設備的至少一個遮蔽信息來確定。
14.根據(jù)權利要求13的裝置，其中該裝置是光伏設備。
15.一種系統(tǒng)，包括根據(jù)權利要求13或14的至少一個裝置。
【文檔編號】H02J3/38GK103718129SQ201280020854
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年4月25日 優(yōu)先權日:2011年4月28日
【發(fā)明者】J·班貝格爾, R·格羅特曼, K·赫舍, C·霍夫曼, M·梅茨格 申請人:西門子公司