光伏電站有功功率控制相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、大力發(fā)展光伏發(fā)電等可再生能源是實(shí)現(xiàn)能源革命中清潔替代和電能替代的重要基礎(chǔ)。但光伏發(fā)電的間歇性、隨機(jī)波動(dòng)性會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)不利影響。本文分別從調(diào)度端、電站端出發(fā)，對(duì)光伏電站有功功率控制相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究，旨在提高含光伏電站的系統(tǒng)有功調(diào)度管理和光伏電站有功功率控制水平，促進(jìn)光伏電站參與系統(tǒng)有功調(diào)度，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
　　針對(duì)光伏電站短期功率預(yù)測(cè)中，基于相似日BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在非理想天氣條件下預(yù)測(cè)精度不高的

2、問(wèn)題，提出了以相鄰日功率樣本為基礎(chǔ)的，基于灰色系統(tǒng)校正-小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短期功率預(yù)測(cè)方法。針對(duì)超短期功率預(yù)測(cè)問(wèn)題，選擇時(shí)間序列方法作為研究對(duì)象，在對(duì)合肥地區(qū)光伏電站歷史功率樣本進(jìn)行時(shí)間序列特性分析基礎(chǔ)上，提出了采用ARIMA(3，1，1)作為超短期功率預(yù)測(cè)模型。預(yù)測(cè)結(jié)果表明，在以預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際值的CORR，MAE，RMSE作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，文中所提的短期預(yù)測(cè)方法和超短期預(yù)測(cè)方法均具有較好的指標(biāo)值。
　　針對(duì)光伏陣列，為了減少故障

3、檢測(cè)過(guò)程中受天氣要素波動(dòng)的影響，提出了基于模糊C均值聚類的光伏陣列故障檢測(cè)方法。采用兩級(jí)故障類型的方式，對(duì)光伏陣列故障按照不同應(yīng)用目標(biāo)進(jìn)行故障類型劃分。第一級(jí)故障分類用于功率數(shù)據(jù)修正，第二級(jí)故障分類用于故障定位。結(jié)合電站監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了用于故障檢測(cè)的故障特征量。通過(guò)MATLAB搭建光伏陣列仿真模型，并仿真獲得故障檢測(cè)樣本。算例分析表明:所提方法不僅可以適用于大型光伏陣列的故障檢測(cè)需求，而且可以判斷發(fā)生的故障類型，對(duì)潛在故障進(jìn)行預(yù)測(cè)?；?/p>

4、光伏陣列故障檢測(cè)結(jié)果，結(jié)合電站處理故障的特定策略，以修正光伏組件串功率基準(zhǔn)值為基礎(chǔ)，提出了針對(duì)故障檢測(cè)區(qū)域的電站功率歷史數(shù)據(jù)和電站超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果的修正方法。
　　針對(duì)光伏電站基于MAS的有功功率控制系統(tǒng)對(duì)功率控制模式的要求，通過(guò)以系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)作為第一分類標(biāo)準(zhǔn)，以電站參與系統(tǒng)有功調(diào)度角色作為第二分類標(biāo)準(zhǔn)，提取出含光伏電站的電力系統(tǒng)有功功率控制場(chǎng)景。在對(duì)控制場(chǎng)景進(jìn)行需求分析的基礎(chǔ)上，獲取光伏電站有功控制目標(biāo)。在分析調(diào)度端和電站端

5、功能定位的基礎(chǔ)上，提出了調(diào)度采用胖調(diào)度端、瘦電站端調(diào)度模式下的功率區(qū)間控制模式。從負(fù)荷角色和調(diào)度角色出發(fā)，建立兩類角色下光伏電站參與系統(tǒng)調(diào)度的數(shù)學(xué)模型，并以此為基礎(chǔ)提出光伏電站通用模型。通用模型統(tǒng)一了不同角色下光伏電站調(diào)度模型，為建立系統(tǒng)調(diào)度模型提供了基礎(chǔ)。
　　考慮到不同時(shí)間尺度下的電站功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度存在差異，建立了由日前發(fā)電計(jì)劃和實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃組成的復(fù)合時(shí)間尺度下系統(tǒng)有功調(diào)度模型。以光伏電站超短期預(yù)測(cè)結(jié)果為依據(jù)，利用實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃

6、對(duì)日前發(fā)電計(jì)劃值進(jìn)行修正的方式，降低了光伏電站功率控制和火電機(jī)組功率調(diào)節(jié)的難度;通過(guò)將光伏電站功率波動(dòng)由火電機(jī)組和光伏電站共同承擔(dān)的方式，降低了系統(tǒng)側(cè)所需備用成本。算例分析表明，本文所提模型和方法通過(guò)調(diào)度光伏電站，減少了系統(tǒng)備用調(diào)用量，增加了系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。模型在不同負(fù)荷比重、電站短期預(yù)測(cè)誤差變化以及系統(tǒng)隨機(jī)故障等多種情況下，滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。
　　針對(duì)光伏電站一次系統(tǒng)分布特點(diǎn)和基于兩層集中式結(jié)構(gòu)功率控制系統(tǒng)的不足，提出了基于MAS的

7、光伏電站功率控制系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了MAS中各發(fā)電代理的功能模型。為了提高基于混合結(jié)構(gòu)MAS的可靠性和工作效率，提出了基于令牌環(huán)網(wǎng)的、使用貪婪算法的控制代理分配策略。為了提高光伏電站功率控制效率，提出以光伏發(fā)電代理完成率為基礎(chǔ)的基于改進(jìn)蟻群算法的功率分配方法。為了實(shí)現(xiàn)光伏電站功率的閉環(huán)控制，分別提出了針對(duì)單一型和混合型光伏電站的不同代理主導(dǎo)的兩級(jí)功率控制策略。算例分析表明，本文所提的控制代理分配策略、功率分配方法以及兩級(jí)結(jié)構(gòu)的功率控制策略，可