1. 研究目的与意义
近年来随着国家政策的扶持和光伏相关设备生产技术的成熟化,光伏发电的发展态势十分迅猛。
然而光伏发电系统的实时发电能力取决于光伏阵列表面温度以及所接收到的有效太阳辐射强度,受到日地相对运动、云层遮蔽、大气衰减状态、环境温度等多种因素的影响,其出力具有明显的随机性特征。
为了更好地在电力系统规划和运行调度中考虑此类出力不稳定的电源的影响,有必要研究光伏电站出力不确定性的建模方法。
2. 课题关键问题和重难点
本课题研究的重点1.光伏发电的出力特性太阳能光伏发电受到太阳辐射强度的影响其出力具有较强的随机性与间歇性进而对电网的调峰、调频、备用、潮流母线电压等都具有较大影响光伏发电出力的不确定性模型是进行相关的电力系统规划及运行研究的基础。
此外,光伏发电的出力还需要注意相关性的问题。
同一气候区域的不同光伏电站的出力往往体现出较强的相关性;太阳能辐射和负荷均随季节和昼夜交替而变化,光伏出力与负荷也表现出较强的相关性。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1.对光伏电站出力的特性分析:光伏发电系统的输出受光照、温度等环境因素的影响,输出功率会呈现较大的变化,特别是天气多变时,其发电功率呈现较为明显的随机性与不可控性;连续日但不同日类型情况下光伏输出差异较大:在相同日类型的情况下,日平均温度越高,输出功率越大;光伏发电系统输出功率大小跟照射到光伏组件表面的太阳辐射强度成正比;季节变化对光伏系统的影响也很大,主要由气候环境的光照强度及太阳入射角度差异引起[1]。
光伏发电具有绿色环保、无污染等优点,近年来得到了持续快速发展。
然而,光伏发电属于典型的间歇式能源,输出功率严重依赖于辐照度等气象因素,具有较强的随机波动性,光伏发电的大规模接入将给电力系统的安全稳定、经济运行带来新的挑战。
4. 研究方案
1.了解太阳能光伏发电国内外的技术现状,对光伏发电系统出力进行统计特性分析,总结出它的不确定性与相关性以及归纳光伏电站出力的影响因素;2.研究微电网以及主动配电网等的特点,以及光伏发电在其中运行的应用;3.研究光伏发电系统出力的建模方法:Matlab/Simulink中建立仿真模型等,并加以运用;4.用程序以及数据做出数字算例实现对光伏电站输出功率的预测或者模拟。
5. 工作计划
第1~2周: 查阅和研读大量关于光伏发电系统输出功率的随机模拟方面的文献资料,了解目前存在的主要问题和国内外的解决方法,撰写开题报告;第3周:阅读外文文献,完成外文文献翻译,撰写论文提纲,完成论文目录;第4~5周:大量阅读文献,研究光伏发电的统计特性和影响因素,结合课题要求综合考虑对光伏发电系统出力的随机模拟有影响的因素;第6~7周:研究光伏发电系统出力的随机模拟和检验方法,并根据课题内容选择合适的模拟方法;第8~9周:实现对光伏电站出力的随机模拟,并运用检验方法检查光伏电站出力随机模拟的准确性;第10~11周:完成设计相关程序和论文,指导教师检查成品,根据指导老师意见进行论文的修改;第12周:论文和程序定稿,准备答辩。
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