光伏阵列改进优化设计方法与应用
摘要：光伏阵列设计主要包括阵列间距、高度、倾角、光伏模块的选择以及安装方向的确定，设计方案的优劣直接关系到场地与光照的有效利用和投资效益。在场地尺寸给定条件下，这些因素相互牵制、共同影响光伏系统电能的输出，因此光伏阵列设计的优化十分必要。首先提出计算光伏阵列自身阴影损失的改进模型；然后在该模型的基础上，建立以最大发电量和最大收益为目标的阵列设计优化模型，运用粒子群算法求解，分析各参数对年发电量的影响；最后将该方法用于实际光伏屋顶电站系统设计，并获得满意效果，验证了该设计方法的合理性与工程实用价值。大型光伏电站与电网谐波交互影响
摘要：大型光伏电站的并网将导致配电网谐波呈现出高频次、宽频域等特性，以往被忽视的输电线路分布电容对该类型谐波的影响将十分显著。首先给出光伏电站高低次谐波电流输出特性，建立光伏电站配网基波域数学模型。在此基础上，提出大型光伏电站谐波串并联谐振数学模型，分析谐波串并联谐振的机理，定量分析谐波电压放大系数及谐波电流放大系数与输电距离、谐波次数及谐波类型的关系。按照青海格尔木某50 MVA大型并网光伏电站搭建实例仿真模型，并且对该电站及配网进行数据实测，通过仿真数据及实测数据的对比验证结论的正确性。基于EEMD-SVM方法的光伏电站短期出力预测
摘要：针对光伏电站日前小时短期出力预测问题，提出一种基于集合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition，EEMD）和支持向量机（support vector machines，SVM）的 EEMD-SVM 组合模型预测方法。该方法将天气类型分为突变天气和非突变天气。首先采用EEMD分解法将历史光伏电站小时出力数据分解为一系列相对平稳的分量序列，对不同的天气类型考虑不同的气象因素，然后采用SVM法对所分解的各分量序列分别建立预测模型，选用不同的核函数和参数以取得单个分量序列的最佳预测精度。算例结果表明，分类建模思想和EEMD-SVM组合预测法能够使突变天气预测结果的平均绝对百分比误差减少5%，非突变天气的减少3%。光储微网系统并网／孤岛运行控制策略
摘要：首先介绍了储能变流器在光储微网系统不同运行模式下的控制策略。在并网运行模式下，针对光储微网系统中公共连接点（point of common coupling，PCC）处的电压会受到负载变化和光伏出力波动的影响，提出一种基于储能的电压管理控制策略。该控制策略可通过储能变流器的PQ控制，来维持PCC点母线电压在额定电压±10%的范围内波动，从而满足负载对电压质量的需求。当配电网发生故障或储能出力已达功率限值仍不能维持PCC点母线电压在允许范围内时，光储微网切换为孤岛运行模式，此时储能系统采用V/f控制来保证微网系统电压和频率的稳定，并联合光伏系统共同为负载供电。建立光储微网系统的仿真模型，给出变流器的控制策略以及PCC点母线电压的控制流程，仿真结果验证了提出控制策略的有效性。电网阻抗对大型并网光伏系统稳定性影响分析
摘要：当电网阻抗较高时，并网光伏系统会变得不稳定；特别是连接在弱电网上的大型光伏电站，稳定性问题更为突出。为研究电网阻抗对大型并网光伏系统稳定性影响，该文建立了三相逆变器并联系统的诺顿等效模型，推导了逆变器并网电流、并网公共点电压表达式以及大型并网光伏系统的闭环特征方程，采用根轨迹法分析了电网阻抗对大型并网光伏系统稳定性的影响，最后建立系统仿真模型进行验证，结果表明，三相逆变器的诺顿等效模型相间不存在耦合效应，三相逆变器并联系统的特性分析可在单相逆变器并联系统中进行；在一定参数范围内，电网阻抗会造成大型并网光伏系统出现不稳定现象。含光伏电站的发电系统可靠性分析
摘要：为分析光伏电站并网对发电系统可靠性的影响，提出了新的光伏电站多状态可靠性模型。模型根据光伏电站实测数据求得各状态的晴空指数和辐照度波动指标，提出按数据等频划分的原则计算各状态之间的转移概率，并对给定状态下的太阳辐照度进行分时模拟，最后采用序贯蒙特卡洛模拟法评估含光伏电站的发电系统的可靠性。由于考虑了实际太阳辐照度波动特性与晴空指数之间的相关性，状态抽样结果表明，提出的光伏辐照度多状态时序模型更符合实际的天气变化特性。基于RBTS的仿真结果表明，采用此模型的光伏电站可靠性分析相对于直接抽样法的计算结果更精确。分布式光伏发电并网的成本／效益分析
摘要：在全球节能减排、能源安全的巨大挑战下，发展可再生能源成为推动后危机时代经济转型、发展低碳经济的重要手段。而国家发改委发改价格[2013]1638号文的出台，使众多光伏企业看到了国内市场开始启动的迹象。文章分析了目前国内光伏发电的主要运营模式，提出分布式光伏发电并网的经济性评价流程，建立了不同运营模式下光伏发电的全寿命周期成本/效益计算方法与模型，并分析了不同运营模式下分布式光伏发电的两种并网设计方案。最后综合考虑运营管理模式、发改价格[2013]1638号文规定的补贴方式，对某实际案例进行成本效益分析。结果表明，对于分布式光伏发电项目，电价补贴方式的成本效益优于建设补贴方式，因此发改价格[2013]1638号文的出台，必将激励国内光伏市场的启动。研究成果有助于解决光伏发电并网成本效益的问题，为光伏发电并网及运营管理模式等相关配套政策的制定奠定理论基础。计及天气类型指数的光伏发电短期出力预测
摘要：随着光伏发电系统的大量应用，光伏出力的有效预测可以缓解该类电源对电力系统的影响。文章分析了天气类型对光伏发电出力的影响，基于BP神经网络，建立了计及天气类型指数的光伏发电短期出力预测模型。采用欧式距离法对天气类型进行处理，将不同天气类型的平均发电功率之间的倍率关系映射为一个天气类型指数，利用光伏电站的历史出力数据和天气类型指数对所建立的BP神经网络预测模型进行训练，训练后的模型用以预测光伏电站的短期出力，将预测结果与实测值和按天气类型划分子模型的预测值进行比较，结果显示文中建立的预测模型可以预测不同天气类型下一天各时段的出力，表明该模型在各种天气类型下有较准确的预测能力和较强的适用性。智能电网中分布式光伏逆变器的基本功能组件
摘要：智能电网环境中，光伏系统作为分布式发电机应用时，必须满足并网标准的各种要求。逆变器作为光伏阵列与电网的连接机构，应该具备分布式发电机入网的必要功能。文章重点介绍了光伏逆变器的必要功能组件，提出光伏逆变器的基本功能算法，包括基于空间矢量脉宽调制的电流控制算法、基于黄金分割搜索的最大功率跟踪算法、加速式自动移相孤岛检测算法等。这些新技术构成并网型光伏逆变器的一个完整技术方案。随着智能电网的发展，更多分布式发电装置将在虚拟电站的控制环境中运行。为此，探讨了光伏逆变器的通讯和电力系统控制功能。这些附加功能使光伏系统能够参与电力系统的调度和服务，从而创造更高的经济价值。武汉地区光伏组件最佳倾角的实验研究
摘要：为求得大气环境下光伏组件的最佳倾角及其与理论值的差异，在武汉地区开展了15块正南朝向、不同倾角光伏组件发电的一年期对比观测与统计分析。结果表明：所有组件发电量为单峰型年、日变化；最佳倾角在冬半年（3月除外）均为45°，即大于纬度角，其发电量比水平面增幅大，最大达63%，在夏半年为5°-20°即小于纬度角，其发电量比水平面增幅较小，不超过10%；四季最佳倾角分别为20°、10°、30°、45°，年最大倾角为30°，其发电量比水平面高19%；实测与理论推算的逐月最佳倾角趋势一致，且高于或等于理论值（11、12月除外）；天空各向异性模型最佳倾角斜面获取的能量多于各向同性模型，冬季相差可达6.8%。冬季增大光伏阵列倾角或夏季减小光伏阵列倾角，会使发电效果得到明显（或一定）改善；对可调光伏阵列，一年调节4次（3、5、9、10月），就能达到较高的发电效率。研究成果对最大程度利用太阳能资源具有指导作用。提高负荷功率均分和电能质量的微电网分层控制
摘要：由于微例中线路阻抗以及负荷分布不均等因素的影响，采用同步电压源控制的微网中各分布式电源的无功功率无法按照下垂系数进行均分。该文针对基于同步电压源控制的微电网，提出一种基于不同时间尺度的分层控制策略，在较短时间尺度内，利用增大下垂系数法的一次控制提高功率均分的精度；在较长时间尺度内，利用二次控制调整下垂特性曲线的空载频率和电压，从而提高系统的电压和频率质量。该文提出的控制算法能够在提高功率均分精度的同时，保证系统的电压和频率质量，且适用于各种拓扑结构的微电网。最后，通过PSCAD／EMTDC数宁仿真验证了控制策略的有效性。基于负荷估计的光柴独立微网频率优化控制
摘要：针对光柴互补的独立型微网，利用设计的干扰观测器估计的负荷值，提出了新的微网频率优化控制策略。构造干扰观测器估计出微网中不断变化的负荷值，在光伏（photovoltaic，PV）系统采取最大功率跟踪（maximum power point tracking，MPPT）控制条件下，基于估计的负荷值和微网频率的变化，设计滑模补偿控制器，并将设计的滑模控制器应用到柴油发电系统的有功功率调节中。仿真结果表明，所提出的频率优化控制策略不仅能够保证光伏系统的最大功率输出，提高光伏能源利用率，同时可减小由于负荷变化和光伏输出功率波动引起的较大微网频率偏差，而且利用所设计控制算法调频可以减少储能设备的硬件投入，为微网的大规模建设节约成本。考虑V2G模式的含多个电动汽车充电站有源配电网规划研究
摘要：规模化电动汽车充电将对电网产生一定的影响，因此在电网规划时需要考虑电动汽车的影响。按照电动汽车功率需求的统计模型确定待规划区域充电站容量，运用综合了层次分析法和离差最大化方法的组合赋权方法，确定备选充电站站址权系数，并以1与权系数之差作为充电站成本系数。考虑电动汽车接入电网（vehicle-to-grid，V2G）技术作用，建立合理的电价机制，引导电动汽车用户在负荷高峰期合理有序地充放电。对充电站作为电源和负荷运行分别定义相应的运行权系数，用于计算配网综合运行成本。采用配电网中变电站、馈线及电动汽车充电站的年投资费用、年维护折旧费用、综合年运行费用以及贷款利息等额年金之和（年费用）最小为目标函数的配电网规划优化模型，应用序优化算法求最优解。通过IEEE 54节点算例验证了该模型的有效性。风电日前发电功率的集成学习预测模型
摘要：为降低风电强波动性对预测的干扰，提高整体泛化能力，引入集成学习的分析方法，构建一种动态调整权重分配的风电预测集成学习模型。通过不同的地理和气象特征（地理环境、高度、季节等）分类组成多个样本子集，在训练中根据训练结果不断调节样本概率权重分布，给出对训练样本的差异化处理方法，最后根据权重集成最终结果。通过算例与单一预测模型进行比较，验证了模型在风电突变点的预测误差最小，说明该方法对风电波动突变点具有更好的泛化能力，在风电剧烈波动期能够提供更高的精度。考虑能量随机性的分布式风电和联络线协调规划
摘要：分布式风电（DWG）和联络线对配电网的可靠性有重要的影响，为此提出考虑能量随机性的DWG和联络线协调规划的方法，首先分析功率输出不确定的DWG与联络线配合对可靠性的影响，研究了考虑能量随机性DWG和联络线位置影响的配电网可靠性评估算法。然后在此基础上，建立了考虑分布式电源独立投资商和配电公司综合投资、环境效益以及供电可靠性三方面影响的规划模型，以确定联络线位置和DWG位置容量。IEEE 33算例结果表明，利用该方法能够得到合理的联络线布局和分布式风电选址定容方案。西北新能源外送系统多FACTS协调控制方法
摘要：新疆与西北主网联网750 kV第二通道上将装设5套可控高抗和2套静止无功补偿器，是世界上首次在750 kV输电系统中集中应用新型大容量柔性交流输电（flexible AC transmission system，FACTS）设备。针对多FACTS提出系统级和设备级协调控制方法及二者之前的切换原则。通过仿真算例验证，所提方法能够高精度、高效地集中协调控制多FACTS 设备动作，抑制新能源频繁变化引起的电压波动，紧急工况下为系统提供电压无功支撑，同时将潜供电流及恢复电压、非全相过电压及工频过电压等限制到允许范围内。基于改进最大相关最小冗余判据的暂态稳定评估特征选择
摘要：提出一种基于改进最大相关最小冗余判据（maximal relevance and minimal redundancy，mRMR）的暂态稳定评估特征选择方法。首先对标准mRMR方法进行改进，在最大相关、最小冗余判据中引入一个权重因子以细化对特征相关性和冗余性的度量。然后，考虑相量测量单元可以提供的故障后实测信息，构造由系统特征构成的原始特征集，将改进的mRMR应用于特征选择。通过增量搜索算法得到一组嵌套的候选特征子集，并使用支持向量机分类器验证各候选特征子集的分类性能，选择得到具有最大分类正确率的特征子集。基于新英格兰39节点系统和IEEE 50机测试系统的算例结果验证了所提特征选择方法的有效性。基于广义支路能量时空分布熵测度的线路脆弱度评估
摘要：为研究大扰动事故注入系统扰动能量对线路和系统冲击大小，从熵的基本原理出发，结合广义支路能量在系统中的空间分布聚集程度，建立基于能量分布熵的线路后果脆弱评估模型；依据近似熵原理和广义支路能量在线路中的周波时段振荡态势，提出基于能量周波互近似熵的线路周波冲击脆弱评估模型。通过对新英格兰10机39节点系统的模拟计算发现：线路发生大扰动后，扰动注入系统的总能量越大，能量分布熵越小，局部空间聚集的能量越多，该线路后果脆弱度越高；既定扰动故障模式下，线路的周波互近似熵越小，周波脆弱度越高，周波脆弱度动态反映了线路随周波时段推移的脆弱度，计及各周波受扰冲击的综合脆弱指标全面反映了线路的扰动冲击强度。通过与其他方法评估结果的比较分析可知，基于广义支路能量时空分布熵测度的线路受扰冲击脆弱度评估模型物理意义明确，评估结果符合实际。
