光伏發(fā)電容量可信度評(píng)估

1、光伏發(fā)電容量可信度評(píng)估在能源安全和環(huán)境保護(hù)的雙重約束下, 光伏發(fā)電在電力系統(tǒng)中的滲透率逐年提高。光伏發(fā)電在發(fā)揮其滿(mǎn)足電力負(fù)荷需求的同時(shí)( 體現(xiàn)為“電量?jī)r(jià)值” ), 還對(duì)電力系統(tǒng)容量充裕度具有不容忽略的貢獻(xiàn)( 體現(xiàn)為“容量?jī)r(jià)值” ) 。為了充分發(fā)揮及凸顯光伏發(fā)電作為電源的重要特性, 有必要對(duì)光伏發(fā)電的容量?jī)r(jià)值進(jìn)行合理評(píng)估。本文用光伏發(fā)電的容量可信度描述光伏發(fā)電的容量?jī)r(jià)值,并從輻照強(qiáng)度分布及光伏電站輸出功率的時(shí)空模型建立、基于可靠性計(jì)算的光伏容量可信度評(píng)估流程、 光伏容量可信度通用性評(píng)估模型、光伏發(fā)電容量可信度的不確定性分析及光伏發(fā)電容量可信度的改善措施等五個(gè)方面對(duì)光伏發(fā)電的容量可信度進(jìn)行逐層深入

2、的分析。具體工作內(nèi)容如下 :(1) 提出計(jì)及云層遮陰等多種影響因素的光照輻射強(qiáng)度的時(shí)空模型及計(jì)算方法 , 考慮了光伏組件溫度對(duì)電站輸出功率的影響, 基于一階低通濾波模型建立了適應(yīng)多時(shí)間空間尺度的光伏電站輸出功率模型。首先, 通過(guò)建立云朵的 Perlin噪聲隨機(jī)游走模型模擬了因云層遮陰導(dǎo)致的太陽(yáng)輻射空間分布的隨機(jī)性和不均勻性。此外 , 搭建了光伏組件高分辨率溫度模型, 該模型考慮了組件溫度與輻照強(qiáng)度的滯后效應(yīng)。最后 , 結(jié)合輻照強(qiáng)度及組件溫度模型, 建立了光伏電站輸出功率的一階低通濾波模型。該模型的建立為后續(xù)光伏發(fā)電容量可信度的研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。 (2) 在光伏電站輸出功率模型的基礎(chǔ)上

3、, 提出利用 Monte Carlo 仿真及通用生成函數(shù)法 (universal generating function,UGF) 兩種方法計(jì)算含光伏發(fā)電的多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性?；谟行лd荷容量 (effectiveload carryingcapability,ELCC)指標(biāo) , 對(duì)比分析了上述兩種方法在光伏發(fā)電容量可信度評(píng)估中的應(yīng)用。對(duì)影響光伏發(fā)電的各因素進(jìn)行了敏感性分析 , 得到影響光伏發(fā)電容量可信度的主要因素。(3) 在分析影響光伏發(fā)電容量可信度因素的基礎(chǔ)上 , 利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭建了容量可信度通用性評(píng)估模型 , 揭示了光伏發(fā)電容量可信度增量與光伏滲透率增量間的邊際效應(yīng)遞減規(guī)律。同時(shí) ,

4、評(píng)估了計(jì)及光伏系統(tǒng)性能衰減下的光伏容量可信度在其壽命周期內(nèi)的變化情況 , 指出了容量可信度的時(shí)變性。該通用性模型的建立便于系統(tǒng)規(guī)劃人員快速確定光伏的容量?jī)r(jià)值及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響。 (4) 為表征不確定性對(duì)容量可信度評(píng)估的影響 , 提出了基于三元區(qū)間數(shù)的光伏發(fā)電可靠性及容量可信度的不確定性評(píng)估方法。將 UGF模型拓展到三元區(qū)間數(shù)形式的 UGF模型 (TPIUGF)中 , 并搭建了常規(guī)機(jī)組、光伏發(fā)電及負(fù)荷的三元區(qū)間數(shù) TPIUGF模型。通過(guò)改進(jìn)型的三元區(qū)間數(shù)的布谷鳥(niǎo)搜索算法求解光伏發(fā)電的容量可信度。為了縮小搜索空間 , 采用了黃金分割法的區(qū)間縮減技術(shù) ; 為了加快收斂速度 ,提出了改進(jìn)型的區(qū)間數(shù)形式的正交實(shí)驗(yàn)法?；谌獏^(qū)間數(shù)的光伏容量可信度評(píng)估方法在指出容量可信度概率極大值的同時(shí), 其波動(dòng)范圍也為生產(chǎn)決策人員提供了參考依據(jù)。(5) 提出通過(guò)引入儲(chǔ)能系統(tǒng)提高光伏發(fā)電容量可信度的措施 , 基于最大功率波動(dòng)率模型及基于小波包分解方法分別確定了儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率容量配置。 并分析了儲(chǔ)能系統(tǒng)三種不同控制策略對(duì)提高光伏發(fā)電容量可信度的影響 , 指出以提高光伏 - 負(fù)荷相關(guān)性為目標(biāo)的控制策略有最好的效果。研究?jī)?chǔ)能對(duì)光伏容量可信度的改善為光伏發(fā)電的并網(wǎng)及消納提供了重要途徑。本文建立的光伏發(fā)電容量可信度評(píng)估模型為含光伏發(fā)電的電力系統(tǒng)