基于可信性理论并网光伏发电系统极限容量模型研究

并网光伏发电系统极限容量计算是一个复杂问题,是分布式电源规划的基础.针对机会约束规划模型的不足,提出以可信性理论为基础的并网光伏发电容量优化模型,模型考虑了光伏发电出力、并网位置和电网负荷预测的模糊性,利用混合智能算法,通过30节点算例,对所建立模型进行验证,认为该模型更好地适应了光伏电站出力的随机性和电网负荷数据的模糊性,具有更高的鲁棒性和灵活性.     

大型并网光伏发电项目接入系统的分析研究

通过论述企业分期规划的200MWp并网光伏发电接入系统的模式、规划设计要求及接入方案的选择,初步分析了并网光伏发电项目建设对电网接入系统的影响要素,提出了在并网规划应注意考虑的事项,对光伏发电项目设计与规划提供有益的借鉴。     

光伏光热联合发电基地并网优化调度模型

太阳能能源基地建设正在从单一光伏发电向光伏光热等多种太阳能能源利用形式方向发展。借助光热电站的大容量储热装置和具备快速爬坡速率的汽轮机组,光伏光热联合发电基地的并网运行的可调度性和可控性大大提升。从光伏光热联合发电基地的运行机理出发,建立了基于改进粒子群算法的光伏光热两阶段优化调度模型,第一阶段以削减等效负荷峰谷差、改善负荷曲线为优化目标,第二阶段以发电总成本最小为优化目标。该模型满足光伏光热电站的主要运行约束和传统机组组合安全约束,适用于光伏光热联合发电基地并网调度运行。对10机系统的仿真表明,在完全接纳太阳能发电的前提下,光伏光热发电基地在削减等效峰谷差、提高新能源消纳和降低发电总煤耗效益显著,同时对于光热电站的灵敏度分析表明,在规划建设光热电站时可根据单位峰谷差削减量以及建设成本来选择合适的装机容量和储热装置容量。     

一种考虑季节特性的光伏电站多模型功率预测方法

随着并网光伏发电容量的持续增加及多能源发电协同利用的需要,光伏发电功率的高精度预测对于提高规模化光伏发电的优化调度和安全运行日益重要。为了解决单一预测模型精度低的问题,提出了一种基于季节气象特征划分的光伏发电多模型预测方法。通过不同季节下光伏发电系统的电气特性和出力特性分析,说明了按照季节来划分功率预测多模型的必要性。以某光伏电站为例,利用BP神经网络建立不同季节的光伏发电预测模型,通过遗传算法优化了季节模型参数。利用实测数据对2种功率预测方法进行了比较,结果表明,该方法能有效提高光伏电站的功率预测精度。     

含高渗透率光伏电场的联合发电系统优化运行研究

针对含高渗透率光伏的联合发电系统优化运行问题,提出了联合系统协调优化模型。对含高渗透率光伏电场的联合发电系统差异性进行研究,分析得出运行优化特征;综合考虑常规机组燃料成本、启停成本、排污成本及弃光量,建立了以联合发电系统各供能主体的逐时出力与火电机组的启停变量为优化变量的目标函数,通过模型求解,实现联合发电系统的整体运行成本与弃光量最小的优化目标;所提出模型能够最大程度提高系统光伏电场接纳能力以及含高渗透率光伏发电电力系统的运行经济性。应用该模型对一个测试系统进行计算仿真和分析,结果证明了模型的适用性和有效性。     

考虑风光储协调运行的可靠性评估

风光储联合发电系统并网后必须采取策略与系统之间实现协调调度与运行才可在保证可靠性的前提下最大化利用可再生能源,但现有的可靠性评估中还缺少对大规模风光储联合发电系统协调运行的考虑。针对此问题,基于序贯蒙特卡罗仿真方法,建立了风电、光伏和储能系统的发电可靠性评估模型,并提出了新的协调调度策略。模型综合考虑了风速、太阳光辐照度、环境温度以及2种新能源发电技术的能量变换特性和储能系统的充放电约束等因素。这些模型被应用到IEEE RTS79中,通过在Matlab中编制程序进行仿真计算,考察不同的协调运行策略、联合发电系统容量配置以及储能特性对于系统裕度的影响。评估结果可为联合发电系统并网规划与设计提供参考。     

基于PSCAD的光伏发电建模与仿真

讨论了一种考虑太阳光照强度及环境温度变化的光伏阵列数学模型及基于电导增量法的最大功率点跟踪(MPPT)算法,并基于该数学模型和MPPT算法在PSCAD中搭建了光伏阵列和MPPT控制器通用仿真模型,进而搭建了并网光伏发电系统仿真模型分析了变光照强度下的光伏发电系统动态特性,证明了所建光伏发电系统并网逆变器控制策略的准确性和有效性.     

配电网电压控制的分布式光伏无功仿射可调鲁棒优化方法

随着高比例分布式光伏发电并网引发的配电网电压波动越限问题,提出基于仿射可调鲁棒优化的分布式光伏无功功率调节方法。首先,通过建立以配电网有功网损和节点电压偏差最小化的综合优化模型,采用多面体线性化方法将综合优化模型转化为二次规划模型。然后,在考虑分布式光伏有功出力预算不确定性集的基础上,通过对偶变换将鲁棒优化模型转化为确定性的二次规划模型。在含高比例分布式光伏的IEEE-33和IEEE-123节点的配电系统仿真结果表明,与分布式光伏零无功调节相比,所提出的仿射可调鲁棒优化方法较传统的鲁棒优化方法能大幅度地改善网损和节点电压优化结果,具有较低的保守性,最为接近蒙特卡洛仿真结果。     

基于序优化的分布式光伏配电网储能系统容量评估

我国分布式光伏发电产业近年来实现快速增长,对所在配电网的运行提出严峻挑战。由于分布式光伏发电具有随机性、波动性与不确实性,需要一定容量的储能系统来提供灵活的调节能力,以实现配电网的安全可靠运行。因此,研究针对分布式光伏配电网储能系统的容量评估具有重要意义。建立考虑分布式光伏并网的配电网运行模拟模型,利用多场景生成技术与序优化求解方法,模拟不同储能系统容量规划下的分布式光伏并网运行情况,从而得到最优配电网储能系统配套容量。结果表明,利用序优化方法可以实现快速高效求解,得到适应于配电网运行需求的储能系统容量配置方案。     

基于时序运行模拟的山东电网光伏发电消纳能力评估

我国可再生能源持续快速发展,装机规模不断扩大,其中光伏发电已成为我国电源增长的主力。随着光伏发电装机规模的快速增长,多种制约因素导致的弃光限电问题突出,阻碍着光伏产业的健康可持续发展。研究未来大规模光伏发电并网条件下的光伏消纳能力,有助于引导光伏发电的科学规划和合理布局。提出了基于时序运行模拟的可再生能源消纳特性分析方法。通过光伏发电出力序列重构技术和对电力系统详细网络拓扑模型及线路约束的精细化建模,能够实现对未来高比例光伏发电接入电力系统背景下光伏发电消纳能力的精细化量化评估。最后利用所提方法对山东电网2025年光伏发电消纳能力进行了评估。结果表明光伏发电装机规模扩大到规划装机的2倍时,弃光比例仍将保持在合理水平。     

含高渗透率光伏发电/蓄电池的电力系统协调优化运行研究

针对含高渗透率光伏发电/蓄电池的电力系统优化运行问题,建立了电力系统协调优化模型。首先建立光伏发电出力模型,通过Wasserstein距离指标对光伏发电出力的连续概率分布进行最优离散计算,提出基于哈夫曼树的变权值K-means聚类算法对全场景进行聚类分析,得到了光伏发电典型出力场景。引入了考虑蓄电池折旧成本影响的蓄电池简化动力电池模型模型。综合考虑燃料成本、启停成本、排污成本及弃光量,以联合发电系统各供能主体的综合运行成本与弃光量最小为目标,建立了含高渗透率光伏发电/蓄电池的电力系统的协调运行优化模型,所提出模型能够最大程度上提高系统对光伏发电的接纳能力以及电力系统运行经济性、可靠性。最后应用提出的模型对一个测试系统进行仿真分析,结果验证了模型的适用性和有效性。     

计及需求响应的分布式光伏发电并网消纳控制方法

传统分布式光伏发电并网消纳控制方法未构建分布式光伏发电并网消纳控制模型,导致消纳控制效果较差。为此,提出计及需求响应的分布式光伏发电并网消纳控制方法。计及需求响应,构建分布式光伏发电并网消纳控制模型,约束并求解模型,以实现消纳控制。实验结果表明,该研究方法消纳控制效果较好,值得推广。     

基于调峰平衡约束的光伏发电穿透功率极限研究

光伏发电对其并入电网的调峰平衡带来的负面影响会反过来限制光伏发电的并网规模,研究计算光伏发电的穿透功率极限对其建设与规划具有重要意义。从电网的调峰平衡角度出发,提出了一种计算光伏发电穿透功率极限的方法。该方法利用bender’s解耦的思想将时间和发电机组合作为决策变量,以光伏发电的穿透功率极限为优化目标,提高了计算精度和效率。利用10机系统算例仿真,仿真结果表明,常规机组的出力特性、光伏发电的功率输出特性以及发电负荷特性是决定光伏发电穿透功率极限的重要因素。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

面向广义负荷的光伏发电系统等效建模研究EI北大核心CSCD

随着配网侧光伏发电规模持续增大,光伏发电系统的动态行为对配网侧综合负荷特性产生影响,建立面向负荷的光伏发电系统等效模型十分重要。基于Matlab/Simulink搭建了光伏发电系统并网仿真平台,通过将光伏发电系统看作一种广义负荷,并对其在暂态过程中的动态运行特性进行分析,提出一种面向负荷的光伏发电系统二阶等效模型,该等效模型由电阻、电感及电容组成的串联电路并联恒功率源构成。通过不同扰动强度下的仿真分析,检验了所提出的等效模型的有效性、泛化能力和参数稳定性。     

光伏发电站低电压穿越特性仿真研究

随着我国光伏发电装机容量的不断增大,低电压穿越性能逐渐成为光伏发电并网研究的热点。建立了光伏发电单元机电暂态模型,通过模型仿真与实测数据对比,校验了模型的准确性。基于通过校验的光伏发电单元模型,搭建了某大型并网光伏发电站详细仿真模型,通过仿真计算分析验证了光伏发电站的低电压穿越能力。     

并网光伏发电系统数学模型研究与分析

提出了考虑跟踪闭锁角与步进跟踪方式的自动跟踪式光伏阵列模型,并验证该模型是准确的。运用仿真软件分析了跟踪式光伏阵列运行特性、跟踪闭锁现象及步进跟踪控制方式对光伏阵列工作特性的影响。给出了并网光伏发电系统整体模型,验证了该模型是准确的。     

基于功率解耦控制的并网光伏发电系统机电暂态模型

提出了一种新的适用于电力系统机电暂态仿真的并网光伏发电系统模型。从光伏发电系统稳态潮流模型出发,兼顾电力系统机电暂态仿真要求和现有光伏电磁暂态模型建模特点,将光伏输出的功率近似解耦,用滤波电路两端的电压相角差、逆变器调制比分别计算并网有功、无功输出,模拟光伏发电系统在稳态和暂态过程中的内外部特性。在电力系统综合分析程序(Power System Analysis Software Package, PSASP)的UD模块中建立模型,通过在光照、电网故障扰动情况下的仿真结果和PSASP自带光伏模型的结果进行对比,验证所建模型的正确性。该模型不但考虑了无功控制,还具有封装性好、计算速度快等优点,对大型光伏接入发电系统的暂态稳定分析具有较好的适应性,可以在大规模光伏并网的相关研究方面提供有效的支持与借鉴。     

并网光伏发电系统数学模型研究与分析

提出了考虑跟踪闭锁角与步进跟踪方式的自动跟踪式光伏阵列模型,并验证该模型是准确的.运用仿真软件分析了跟踪式光伏阵列运行特性、跟踪闭锁现象及步进跟踪控制方式对光伏阵列工作特性的影响.给出了并网光伏发电系统整体模型,验证了该模型是准确的.     

考虑机会约束的配电网光伏并网容量分布鲁棒优化方法

传统的经验性概率分布描述分布式光伏出力的不确定性难以准确获取概率分布参数。为此,提出一种基于Kullback-Leibler散度的分布鲁棒优化方法来评估配电网分布式光伏的最大并网容量。首先,通过Kullback-Leibler散度来量化实际概率分布与经验性概率分布之间距离,建立分布式光伏出力不确定性的模糊集。在考虑节点电压和传输容量越限机会约束的情况下,建立了分布式光伏并网容量分布鲁棒优化模型。通过采用风险价值和样本平均近似方法将分布鲁棒优化模型转化为一个混合整数规划问题求解。在改进的IEEE-33节点系统的仿真结果表明了所提出分布鲁棒优化方法的有效性和鲁棒性。     

考虑需求响应不确定性的光伏微电网储能系统优化配置

将分布式光伏以微电网的形式接入配电网运行是应对大规模分布式光伏并网问题的有效手段之一。以含储能装置和需求响应资源的并网型光伏微电网为研究对象,研究考虑价格型需求响应(Demand Response, DR)不确定性的并网型光伏微电网储能系统优化配置方法。首先,同时考虑价格需求弹性曲线和基线负荷不确定性对价格型DR不确定性的影响,建立了价格型DR响应量模糊模型。在此基础上,以用户负荷与光伏出力总差异最小为目标,建立了基于模糊机会约束规划的价格型DR优化运行模型。之后,以价格型DR的优化结果为基础,建立了基于模糊机会约束规划的并网型光伏微电网储能系统优化配置模型。通过对模糊机会约束的清晰等价处理,将模糊机会优化问题转换为确定性优化问题进行求解。最后,通过仿真算例验证了模型的有效性。