分布式光伏电站可靠性评价

随着光伏发电大规模增长,光伏电站的可靠性评价受到了更多关注.本文通过分析分布式电站特征问题,如复杂环境、电网波动性大、散热条件差、复杂安装条件等,并运用故障树理论建立了分布式光伏电站的可靠性评价方法.通过对系统中各器件的失效模型进行分析,获得发电系统的整体失效数据,结论提出了几种合理改善电站可靠性的措施意见.该结论有助于建立更加灵活高效的分布式光伏发电系统维护策略,并为优化分布式系统提供一整套思路,为未来光伏电站配置储能系统提供评价指标参考.     

基于辐照量的光伏电站系统效率非稳态计算方法

基于实测数据,系统分析了日辐照量对光伏阵列转换效率、逆变器效率、光伏电站系统效率的影响,结合光伏电站结构分析了影响光伏电站系统效率的因素,建立了光伏阵列转换效率、逆变器效率与日辐照量之间的非线性模型,提出了一种基于辐照量的光伏电站系统效率的非稳态估算方法。结果表明：光伏阵列转换效率、逆变器效率随日辐照量的波动导致了光伏电站系统效率随日辐照量变化。该方法可用于计算电站的月或年总发电量,能够更加准确地计算出目标电站的系统效率并预测电站发电量,在光伏电站的效率分析、运营评估等工程方面有着良好的应用前景。     

基于Copula理论考虑光伏出力与负荷相关性的含光伏电站发电系统可靠性分析

由于光伏出力的间歇性和随机性,大容量的光伏电站接入会对发电系统可靠性造成影响。考虑光伏出力与负荷之间存在的相关性,在应用Copula理论的基础上提出了一种联合概率分布模型构建方法,并结合地区光伏出力及负荷数据进行含光伏电站的发电系统可靠性评估。首先基于我国某地区含光伏电站发电系统实测出力数据,通过非参数估计的方法得到光伏出力、负荷的概率分布。进而根据相关性测度和拟合优度选取合适的Copula函数,得到光伏电站出力与负荷的联合概率分布用于含光伏电站的发电系统可靠性评估。算例分析结果表明,所建模型能够很好地反映光伏发电系统的概率特性,且可靠性分析结果更加准确。"     

50kW_p并网光伏实验电站的综合设计、搭建与运行

为深入研究新型光伏器件的实际性能及影响光伏电站发电效率的关键性因素,设计并建成一座多种光伏设备组合交叉安装的50 k Wp并网光伏实验电站。根据电站实际运行数据,对比了不同气象条件下光伏阵列选用不同类型组件、智能优化器以及不同容量逆变器的发电状况,分析了辐射量变化对光伏电站发电量的影响。结果表明:各类型光伏组件中双面电池输出特性表现最佳,其发电量高于其他类型组件;对于无阴影遮挡的光伏发电系统,智能优化器的作用得不到有效发挥;采用较小容量逆变器可减少太阳能电池组串模块间的差异性带来的影响,增大光伏阵列总发电量;受太阳辐照度变化影响各类型光伏组件实际输出最为稳定的是多晶硅电池。多晶硅电池和双面电池在并网光伏发电系统应用中具有较大的优势。     

大型并网光伏发电系统稳态模型与潮流分析

大型集中式并网光伏电站对区域电网稳态性能具有不可忽视的影响,该文研究了光伏并网发电系统的稳态模型和潮流分析方法。系统稳态模型基于电力电子变换原理和功率平衡原理建立,并考虑了最大功率跟踪(M PPT)控制策略。通过模型与光伏电站实测数据的对比,验证了模型准确性。利用该模型与电网潮流计算方法的交互,可评估光伏电站和电网在稳态性能方面的相互影响。在IEEE 30测试系统上分析了并网光伏电站的极限安装容量及对电网稳态性能的影响,结果表明现场太阳辐射条件是制约并网光伏电站极限容量的一个重要因素,大型集中式并网光伏电站对电网损耗和电压分布等稳态性能带来不同程度的影响。     

大型并网光伏发电系统稳态模型与潮流分析

大型集中式并网光伏电站对区域电网稳态性能具有不可忽视的影响,该文研究了光伏并网发电系统的稳态模型和潮流分析方法。系统稳态模型基于电力电子变换原理和功率平衡原理建立,并考虑了最大功率跟踪(MPPT)控制策略。通过模型与光伏电站实测数据的对比,验证了模型准确性。利用该模型与电网潮流计算方法的交互,可评估光伏电站和电网在稳态性能方面的相互影响。在IEEE30测试系统上分析了并网光伏电站的极限安装容量及对电网稳态性能的影响,结果表明现场太阳辐射条件是制约并网光伏电站极限容量的一个重要因素,大型集中式并网光伏电站对电网损耗和电压分布等稳态性能带来不同程度的影响。     

海南大型并网光伏电站性能质量评价与分析

PR值是国际评价并网光伏电站性能质量一个十分重要的指标。随着前期补贴方式逐渐退出中国光伏应用市场,上网电价补贴正全面实施．PR值作为对光伏电站发电性能的重要评价手段,将引起更广泛关注。以位于海南省临高县金牌港开发区内的海南临高20MW光伏并网示范工程为例．通过对该项目光伏电站PR值的计算。对光伏电站的性能质量作出评价,并分析了环境因素以及不同跟踪形式对电站PR值的影响特征。     

分析光伏电站输出特性的云遮挡太阳辐射模型

针对云层运动对于太阳辐射的影响,提出一种结合晴天太阳辐射模型与云层运动方程组的云遮挡太阳辐射模型(SRMCI).首先,将云层运动的Navier-Stokes方程组及热力学方程进行差分后运用于耦合映射格,并结合美国采暖、制冷与空调工程师学会制定的晴天太阳辐射模型,引入水云对于太阳辐射的衰减因子,最终建立SRMCI模型.将SRMCI模型的结果作为某50 MW光伏电站的波动性输入,分析电站的输出功率的随机特性,仿真结果表明:SRMCI模型可模拟云层运动对于光伏电站的影响;50个含不同波动幅度大小的单元输出功率经过整合后,光伏电站总输出功率波动得到了抑制;云对电站总输出功率的衰减约为17.7％,电站总输出功率波动幅度约为单元输出功率平均波动幅度的10.8％.     

多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置研究

随着世界各国对太阳能资源开发的日益重视,光伏产业得到快速的发展.然而,由于太阳能资源具有随机性和波动性强的特点,使得光伏电站出力波动性较大、电能质量较差,进而导致光伏电站并网难度增加.为提高光伏电站的出力稳定性、保证电能质量,采用多种光伏组件互补运行的方式和为光伏电站合理配置混合储能系统是有效的方法.针对多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置问题,提出一种统计分析与数学模型相结合的配置方法.该方法采用小波分解将不同天气类型对应的典型光伏出力分解为近似信号、高频波动信号和低频波动信号,并提出采取能量型储能技术和功率型储能技术分别平抑低频波动和高频波动的思路;结合各天气类型的时间占比,对高、低频波动信号进行统计分析以确定混合储能的功率;构建以全生命周期成本最小与目标出力满足度最大为目标的混合储能容量优化配置模型,并采用遗传算法求解模型以确定最优的混合储能容量配置方案.本文以青海共和55 MW光伏实证基地为实例,通过对9种不同混合储能组合计算结果的比选,得到了最优混合储能配置方案——超级电容(4.6 MW/(1.21 MW·h))+全钒液流电池(9.2 MW/(6.26 MW·h)).光伏电站出力优化结果显示:所提出的配置方法可行且有效,实施提出混合储能配置方案后,光伏电站出力波动性显著降低,出力稳定性和电能质量得到显著提高.     

基于PSO-SVM的光伏阵列故障检测与分类

光伏阵列故障的精确检测是提高光伏电站运行可靠性和安全性的重要因素之一。本文提出了粒子群优化支持向量机(Particle Swarm Optimization-Support Vector Machine, PSO-SVM)的光伏阵列故障检测与分类的方法。分析了光伏阵列输出特性和故障类型,选择合适的特征向量及归一化方式。选用径向基核函数优化模型结构,并利用PSO算法对参数进行寻优,提高模型精确度。结合实验平台,获取光伏阵列正常工作和8种故障状态的实测数据,随机划分为训练集和测试集,并建立PSO-SVM故障检测与分类模型。实验表明应用本文模型进行故障检测准确率达99.89%,分类准确率达98.68%,优于BP (Back Propagation)神经网络以及决策树的检测和分类结果。     

基于特征聚类的光伏集群出力时空随机模拟方法

随着分布式光伏集群的建设和集群控制的需求,不仅需要单个光伏站点的信息,而且需要光伏集群内各站点的综合信息,亟须发展光伏集群出力时空的随机模拟模型.而光伏集群内各站点出力在时间和空间上的相关性,使得光伏集群出力特性的随机模拟模型的准确性不能保证.为此,文章提出了一种基于特征聚类的光伏集群出力时空随机模拟模型.该方法基于k-means特征聚类方法,考虑不同站点出力时空相关性特征,将光伏出力以天气类型划分为4类,并依此构建单站点出力的马尔可夫链的时序模型,利用不同站点间时空的相似性完成对光伏集群的数据模拟,为分布式光伏集群的建设和集群控制提供数据参考.基于河北电网部分实际光伏电站的仿真计算,验证了所提数据模拟方法的正确性和有效性.     

平价上网形势下光伏电站设计优化探讨

随着国家一系列推进光伏发电平价上网的政策发布,光伏发电平价上网成为大势所趋。为了迎接平价上网时代的到来,必须对电站设计进行优化,以节约成本,提升发电量。通过对光伏电站设计的一些重要环节进行优化探讨,为提高电站收益率和适应平价上网提供了借鉴。     

光伏电站机电暂态实用化等值建模方法

为兼顾光伏电站实际运行特性及大电网全域仿真压力,同时考虑场站级建模实际成本及工程推广,提出了一种光伏电站机电暂态实用化等值建模方法。首先基于光伏电站有功功率控制及逆变器低电压穿越试验实测数据,利用最小二乘估计法辨识得到符合实际特性的光伏发电单元关键参数,并在此基础上考虑集电线路等对光伏电站暂态特性的影响,依据光伏电站整场实际运行情况搭建完成场站级详细机电暂态模型;然后基于综合距离指标实现扰动情况下对各光伏方阵的分群聚类,并根据分群结果利用等值前后并网点输出功率不变原则求取集电线路等值参数,由此完成场站级等值模型搭建。最后仿真对比某实际光伏电站等值模型及详细模型运行特性。结果表明所提机电暂态等值建模方法具有较好的准确性和工程实用性。     

光伏发电及其所处电力系统可靠性评估研究进展

对光伏发电可靠性建模中辐照度模型、环境温度模型、光伏元件的随机停运模型等内容进行综述;对现有光伏发电及其所处电力系统可靠性评估方法及可靠性指标进行总结;综述了光伏发电对配电网及发电系统的影响,指出增加储能装置、风光互补发电、风光储组合运行是提高光伏发电及其所处电力系统可靠性的3种方法;最后对光伏发电及其所处电力系统可靠性评估的未来研究趋势做出展望.     

山地光伏电站各区域光伏组件的温度差异对比

太阳电池组件的工作温度影响其发电效率,为了研究工况下的组件温度情况,对某山地光伏电站的实证对比系统的数据进行分析,对比了在不同的辐射、气温、风速等气候条件下,电站内不同位置区域的多晶光伏组件的温度差异. 结果显示,高风速条件下电站内各区域气温比较均匀,差值较小;低风速时,电站区域内的热 交换减弱,而气温差值增大;电站中不同位置的太阳电池组件的温度差异明显,温差在高辐射强度时增大,各个区域的阵列内部组件温度差最高可达到5.95 ℃.     

大型光伏电站直流升压汇集接入系统建模与数字仿真

以大型光伏电站为主要研究对象,针对性地研究其汇集系统.通过分析多种现有光伏电站换流器接线方式的优缺点,提出一种新型的大型光伏电站直流升压汇集系统拓扑;建立基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)技术的高变比DC/DC换流器和DC/AC换流器拓扑,并对大型光伏直流升压汇集接入系统进行建模及数字仿真;基于系统直流侧故障的原理和模型短路故障状态,比较、分析仿真结果,总结出故障特性.研究成果可为直流升压汇集系统新型设计及基于MMC的多类型换流器控制提供参考与借鉴.     

基于极限学习机模型参数优化的光伏功率区间预测技术

提出一种基于极限学习机(ELM)模型参数优化的光伏功率区间预测技术.首先,提出加权欧氏距离作为光伏功率预测区间评估指标,筛选历史样本单元并优化ELM训练集;然后,提出ELM参数混合寻优算法,利用精英保留策略遗传算法与分位数回归优化ELM模型隐层输入及输出权重与偏置参数,并采用训练后的模型预测光伏功率区间;最后,基于光伏电站与气象站历史数据构建实际算例,预测光伏功率区间,并与其他方法得到的结果进行对比.算例结果表明：所提方法在增加区间预测可信度的同时,能较大程度提高区间预测准确度.     

离网光伏电站集中监控系统设计

我国大量无电地区离网光伏电站，对集中监控和管理提出了迫切需求。本文设计了应用于离网光伏电站的集中监控系统，分析了各系统单元的构造、功能和技术特点。本系统的构建，为现有离网光伏电站的集中管理和今后新建电站的持续建设提供了有力支撑。     

考虑基频/低频结温影响的光伏逆变器寿命评估方法

结温波动是光伏逆变器IGBT寿命评估精度的重要影响因素之一. 提出了考虑基频/低频结温影响的光伏逆变器寿命评估方法，首先，将结温剖面按不同时间尺度进行划分，对比分析了基频结温和低频结温的物理特性. 其次，扩大IGBT寿命评估过程中结温波动频率计算范围，建立了相应的光伏逆变器IGBT电热模型、寿命模型， 定量分析了基频结温、低频结温对光伏逆变器寿命评估的影响. 最后，以不同纬度地区为例，评估了不同任务剖面和不同采样周期下光伏逆变器的寿命损伤. 结果表明，综合考虑基频结温、低频结温对光伏逆变器寿命评估的影响，可有效提高光伏逆变器寿命评估的精度，有助于指导光伏逆变器的运行维护，降低非计划停机造成的经济损失.     

一种基于改进DBSCAN算法的光伏故障检测方法

工程中常常通过与邻近电站的单位发电量比较发现故障电站,电站的单位发电量主要与电站地理位置、光伏器件型号及特性等诸多要素有关,选择哪些电站进行比较以及比较的策略是一个需要深入探讨的问题。本文提出了一种改进的A-DBSCAN聚类算法的光伏发电站故障检测方法。通过对影响发电站单位发电量因素的分析,确定了该故障检测模型的输入变量。该方法不需其他外接设备的支持,同时还可以实现在线检测分析。通过比较相同发电环境中的发电系统的单位发电量来对故障检测,初步实验结果反映该方法的正确率为95. 45%,召回率为91. 3%。