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元件类文档 - 光伏系统

本节首先介绍光伏系统元件的参数配置，然后通过具体案例介绍该元件的使用方法和实现的效果，最后对常见问题进行回答。该元件用于 IESLab 建模仿真平台。

元件定义​

元件功能​

该元件用以建模光伏发电系统，能够根据气象数据、IV 曲线及特性参数模拟光伏发电系统在实际工况下的 MPPT 输出功率。

光伏系统
光伏系统

元件原理​

太阳能电池组件是光伏系统元件的基础和核心，它的输出功率与 IV 曲线和光照强度、温度等气象参密切相关，输出功率为：

P=PmpptηP = P_{mppt}\eta

式中：PmpptP_{mppt} 为实际工况的 MPPT 输出功率，根据模型（工况气象参数、IV 曲线及特性参数）得到，η\eta 为综合折损效率。光伏发电系统在能量流计算中可看作 PQ 节点。

元件说明​

属性​

CloudPSS 元件包含统一的属性选项，其配置方法详见 参数卡 页面。

参数​

基础参数​

参数名键值 (key)单位备注类型描述
元件类型CompType选择元件类型选择选择交流元件时输出交流电，为光伏交流系统；选择直流元件时输出直流电，为光伏直流系统。
待选设备类型DeviceSelection从设备库中选择设备类型选择选择数据管理模块录入的设备型号，将光伏系统元件的厂家、产品型号、额定运行参数自动绑定为对应设备在数据管理模块中录入的参数。
损失系数组LossCoes配置光伏系统各个环节的能量损失系数表格可配置的损失类型包括直流电缆损失、光伏组件串并联不匹配损失、灰尘及雨雪遮挡损失、交流线路损失、逆变器 MPPT 的效率损失、太阳辐射入射（IAM）损失、变压器损失等， 当仿真参数组的出力模式项为指定出力曲线时失效。

仿真参数​

在仿真参数中编辑光伏系统的仿真边界条件，主要包含运行方式和运行策略曲线。

参数名键名类型 [单位]描述
出力模式PowerMode选择在输入仿真运行策略前需要指定设备运行模式。有由气象数据计算和指定出力曲线两种模式。若选择由气象数据计算，则光伏系统出力根据气象数据计算得到。若用户已经计算或得到了光伏系统的出力曲线，可以修改为指定出力曲线模式，在出力曲线参数中录入出力曲线即可。
启停策略Strategy表格仅当出力模式项为气象数据计算时生效，在表格中录入各个时间段对应的设备启停策略。 开始时刻对应每个仿真时刻，启停设备台数不能超过设备配置台数。
出力曲线PowerCurve表格仅当出力模式项为指定出力曲线时生效，在表格中录入各个时间段对应的光伏系统的出力。 开始时刻对应每个仿真时刻。
光伏板跟踪方式TrackingMethod选择仅当出力模式项为由气象数据计算时生效。可选择固定倾角或单轴跟踪（NS 轴）
光伏板倾角DigAngle实数 [°]仅当出力模式项为由气象数据计算且光伏板跟踪方式项为固定倾角时生效。调节范围 0-360°

优化参数​

在优化参数中编辑光伏系统的优化条件。

参数名键值 (key)单位备注类型描述
是否优化该设备OptimizationChoice是否对光伏系统元件的运行方式进行优化选择仅当仿真参数组的出力模式项为由气象数据计算时生效。选择是，则设备的运行策略由系统优化得到，不读取仿真参数中设置的运行模式和运行策略；选择否，则系统按照仿真参数的运行模式和运行策略运行。

引脚​

光伏系统只有一个电接口引脚，用于将光伏系统元件与其他电设备连接，支持线连接和信号名的连接方式。

引脚的名称、键值、维度、定义描述的详细说明如下表所示。

引脚名键名类型维度描述
电接口DC/AC电气1×1可以在引脚处输入相同的字符使得光伏系统与其他电元件相连，当基础参数元件类型项是直流元件时，键值为 DC；元件类型项是交流元件时，键值为 AC。

案例​

光伏系统出力模式为由气象参数计算得到，以建模仿真平台含风光储交直流配网仿真优化展示算例为例。

  • 首先在数据管理模块录入不同类型的光伏设备；

    数据管理模块录入光伏设备
    数据管理模块录入光伏设备

  • 配置光伏设备的额定运行参数；

    配置光伏设备的额定运行参数
    配置光伏设备的额定运行参数

  • 然后将基础参数的待选设备类型和数据管理模块中录入的光伏设备绑定；

    待选设备类型设置
    待选设备类型设置

  • 最后将仿真参数的出力模式项配置为由气象参数计算；

    出力模式设置
    出力模式设置

  • 并设定启停策略；

    启停策略设置
    启停策略设置

  • 从仿真结果中可以看到该光伏系统元件的运行方式是由气象参数和运行策略决定的。

    仿真结果查看
    仿真结果查看

常见问题​

光伏系统的交直流元件有什么区别？

选择交流时输出交流电，为光伏交流系统，已经包含组串、支架跟踪、逆变、变压等主辅系统；选择直流时输出直流电，为光伏直流系统，已经包含组串、支架跟踪等主辅系统，但不包含逆变设备。在能量流计算过程中均为 PQ 节点。

注意，交流元件和直流元件不能直接相连。

光伏系统元件在建模仿真平台使用时需要配置哪些元件参数？数据管理模块需要配置哪些数据？

在对光伏系统元件进行仿真模拟前，务必录入编辑元件的基础参数和仿真参数；

在数据管理模块需要配置光伏设备的额定运行参数。并在基础参数中绑定数据管理模块的光伏设备。

光伏系统元件的运行方式有哪几种配置方式？

  1. 指定出力曲线

    若用户已经有光伏系统的出力曲线，此时光伏系统元件的运行方式可完全由用户自己设定。只需要将仿真参数的出力模式项设置为指定出力曲线，并在出力曲线项中录入各个时间段对应的光伏系统出力即可。

    指定出力曲线
    指定出力曲线

  2. 出力由气象数据计算得到，运行方式不进行优化

    此时光伏系统元件的运行方式由气象数据和启停策略计算得到。只需要将仿真参数的出力模式项设置为由气象数据计算，配置光伏板的跟踪方式、光伏板倾斜角等与气象有关的参数，并在启停策略项中录入各个时间段对应的设备启停策即可。

    运行方式不优化
    运行方式不优化

  3. 出力由气象数据计算得到，运行方式优化

    此时光伏系统元件的运行方式由系统优化得到，不读取仿真参数中设置的出力模式和运行策略。只需要将优化参数的是否优化该设备项设置为是即可。

    运行方式优化
    运行方式优化
启停策略和出力曲线的开始时刻必须和仿真时刻一致吗？

建议保持一致，若启停策略和出力曲线的开始时刻与仿真时刻不一致，平台会自动采用插值和外推算法填充。