光伏發(fā)電容量可信度評估.pdf

1、在能源安全和環(huán)境保護的雙重約束下，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)揮其滿足電力負荷需求的同時（體現(xiàn)為“電量價值”），還對電力系統(tǒng)容量充裕度具有不容忽略的貢獻（體現(xiàn)為“容量價值”）。為了充分發(fā)揮及凸顯光伏發(fā)電作為電源的重要特性，有必要對光伏發(fā)電的容量價值進行合理評估。本文用光伏發(fā)電的容量可信度描述光伏發(fā)電的容量價值，并從輻照強度分布及光伏電站輸出功率的時空模型建立、基于可靠性計算的光伏容量可信度評估流程、光伏容量可信度通

2、用性評估模型、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方面對光伏發(fā)電的容量可信度進行逐層深入的分析。具體工作內容如下:
　　(1)提出計及云層遮陰等多種影響因素的光照輻射強度的時空模型及計算方法，考慮了光伏組件溫度對電站輸出功率的影響，基于一階低通濾波模型建立了適應多時間空間尺度的光伏電站輸出功率模型。首先，通過建立云朵的Perlin噪聲隨機游走模型模擬了因云層遮陰導致的太陽輻射空間分布的隨機性和不均勻

3、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度的滯后效應。最后，結合輻照強度及組件溫度模型，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上，提出利用Monte Carlo仿真及通用生成函數(shù)法(universal generating function,UGF)兩種方法計算含光伏發(fā)電的多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性?；?/p>

4、有效載荷容量（effective load carrying capability,ELCC）指標，對比分析了上述兩種方法在光伏發(fā)電容量可信度評估中的應用。對影響光伏發(fā)電的各因素進行了敏感性分析，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上，利用人工神經網絡搭建了容量可信度通用性評估模型，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遞減規(guī)律。同時，評估了計及光伏系統(tǒng)性能衰減

5、下的光伏容量可信度在其壽命周期內的變化情況，指出了容量可信度的時變性。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價值及其對電力系統(tǒng)的影響。
　　(4)為表征不確定性對容量可信度評估的影響，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)機組、光伏發(fā)電及負荷的三元區(qū)間數(shù)TPIUGF模型。通過改進型的三元區(qū)間數(shù)的布谷鳥搜索算法求解

6、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;為了加快收斂速度，提出了改進型的區(qū)間數(shù)形式的正交實驗法?；谌獏^(qū)間數(shù)的光伏容量可信度評估方法在指出容量可信度概率極大值的同時，其波動范圍也為生產決策人員提供了參考依據(jù)。
　　(5)提出通過引入儲能系統(tǒng)提高光伏發(fā)電容量可信度的措施，基于最大功率波動率模型及基于小波包分解方法分別確定了儲能系統(tǒng)的功率容量配置。并分析了儲能系統(tǒng)三種不同控制策略對提高光伏發(fā)電容量可信