计及汇聚效应的大规模光伏电站群外送输电容量优化配置研究

【摘要】：光伏电站群集中并网发电是太阳能大规模开发利用的重要途径,为其配置合理的外送输电容量是光伏电站群接入电网需要优先考虑的问题之一。由于光伏发电功率的波动性、间歇性等特点,按光伏电站群总装机容量来规划其外送输电容量,很可能造成输电容量的过度配置,必须充分考虑光伏功率整体波动性的影响。本文首先基于西北某大型光伏发电基地的实测数据,对光伏电站功率及其汇聚后电站群功率特性进行了分析。研究了不同天气条件、不同季节对光伏发电的影响。提出一种功率波动的计算方法,分析了不同装机容量光伏功率波动特性。从功率相关性及持续功率特性的角度,揭示了光伏电站群的汇聚效应,并提出了利用汇聚效应优化光伏电站群外送输电容量的思路。采用Copula函数构建了计及太阳辐照度时变特性和云层遮挡随机性的太阳辐照度模型,并在此基础上建立了光伏电站群等值功率模型,该模型考虑了最大功率点跟踪系统作用以及光伏电站群功率汇聚效应,为优化光伏电站群外送输电容量提供了基础。基于光伏电站群等值功率模型,提出一种外送输电容量的优化配置方法。该方法计及资金的时间价值,包含了影响工程收益的各种因素,通过优选光伏电站群外输电容量,使综合收益最大化。算例分析表明,与按装机容量等额配置外送输电容量的全容量法相比,本文方法可以显著提高输电线路利用率及输电工程综合收益。 【关键词】：光伏电站群 汇聚效应 输电容量 综合收益
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义10-12
• 1.2 光伏发电基本原理12-13
• 1.3 国内外研究现状13-15
• 1.3.1 光伏发电功率特性及光伏发电系统建模13-14
• 1.3.2 大规模光伏电站群外送输电容量配置方法14-15
• 1.4 本文主要工作15-16
• 第2章 光伏电站群功率特性分析16-28
• 2.1 影响光伏发电功率的主要因素分析16-18
• 2.1.1 晴空条件下光伏发电日功率特性16-17
• 2.1.2 不同条件对光伏发电功率的影响17-18
• 2.2 光伏功率波动特性分析18-22
• 2.2.1 光伏功率波动指标18-20
• 2.2.2 光伏功率波动特性20-22
• 2.3 光伏电站群汇聚效应分析22-27
• 2.3.1 光伏电站群汇聚效应分析数据基础22-23
• 2.3.2 光伏电站群功率相关性分析23-25
• 2.3.3 光伏电站群持续功率特性25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 光伏电站群等值功率建模28-46
• 3.1 光伏电池组件功率外特性建模28-35
• 3.1.1 光伏电池组件功率模型28-31
• 3.1.2 传统MPPT算法及原理31-33
• 3.1.3 基于粒子群算法的MPPT控制策略33-35
• 3.2 太阳辐照度建模35-38
• 3.2.1 大气层外水平面太阳辐射35-36
• 3.2.2 不同晴空指数条件下的辐照度及光伏电站功率计算36-37
• 3.2.3 晴空指数序列的生成37-38
• 3.3 温度序列的获取38-39
• 3.4 基于Copula函数的光伏电站群功率建模39-45
• 3.4.1 Copula函数简介39-40
• 3.4.2 基于Copula函数的晴空指数抽样40-42
• 3.4.3 光伏电站群功率仿真及对比42-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 计及汇聚效应的光伏电站群外送输电容量优化配置46-53
• 4.1 计及汇聚效应的输电容量优化配置原理46-47
• 4.2 光伏电站群外送输电容量动态优化配置47-48
• 4.2.1 外送输电工程经济评价方法47-48
• 4.2.2 输电容量优化函数的建立48
• 4.3 算例分析48-52
• 4.4 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-57
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文57-58
• 致谢58

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