并网型光伏电站中央监控与能量管理系统的研究与实现

【摘要】：近年来，可再生能源的开发利用已成为国民经济可持续发展的重要组成部分，太阳能光伏产业发展迅速。光伏电站装机容量的不断增加，如何更好地对并网光伏电站内的设备进行实时监控、运行和维护，确保光伏电站的安全稳定运行成为了研究的热点。另外，大规模光伏发电集中并网对电网运行会产生影响，为了保证电力系统稳定性，电网调度部门会向光伏电站下发调度指令，光伏电站需响应调度指令实现整个光伏电站的有功优化分配和调节。 本文设计并开发了一套兼容性能和扩展性能良好的并网光伏电站中央监控和能量管理系统，实现了对光伏电站内部所有设备的统一运行监控；对光伏电站内的运行数据进行了集中管理；为光伏电站发电功率预测等高级应用系统提供了可靠的数据接口；并可以自动接收调度中心主站下发的有功功率控制指令，自动控制各个并网逆变器，使光伏电站在满足调度要求的基础上安全稳定运行。 光伏电站输出功率预测可以为光伏电站的有功功率控制提供数据支持。本文对影响光伏阵列发电功率的气象因子进行了通径分析，得到了各个气象因子对光伏发电功率的影响权重，自定义了相似度统计量。通过将历史日样本分类和预测日相似日的选取，以光伏电站内的逆变器为基本预测单元，基于BP神经网络建立预测模型，对光伏电站内各个并网逆变器的输出功率进行短期预测。以并网逆变器输出功率短期预测的结果为基础，研究了光伏电站有功功率控制策略，并验证了控制策略的有效性和可行性。 【关键词】：光伏发电 中央监控 功率预测 能量管理 有功功率控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题背景和研究意义10-11
• 1.2 研究现状11-13
• 1.3 课题的主要研究内容13-14
• 第二章 中央监控和能量管理系统的设计14-30
• 2.1 系统设计的总体目标14
• 2.2 系统设计的总体原则和性能指标14-15
• 2.3 系统运行环境15
• 2.4 系统架构15-19
• 2.4.1 物理架构15-17
• 2.4.2 软件架构17-19
• 2.5 系统功能19-22
• 2.6 关键技术22-27
• 2.6.1 服务器端数据采集服务逻辑设计22-25
• 2.6.2 基于 WPF 技术的客户端开发25-27
• 2.7 系统界面展示27-30
• 第三章 改进模糊聚类算法在光伏电站短期功率预测中的应用30-42
• 3.1 改进模糊聚类算法与分类识别31-33
• 3.1.1 模糊聚类算法31
• 3.1.2 模糊聚类相似度统计量的改进31-32
• 3.1.3 新样本分类识别32-33
• 3.2 预测模型33-38
• 3.2.0 日特征相关因素权重确定33-34
• 3.2.1 预测步骤34-35
• 3.2.2 BP 网络结构的确定及参数优化35-38
• 3.3 实例验证38-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 光伏电站有功功率控制的实现42-51
• 4.1 光伏电站有功功率控制框架42-43
• 4.2 光伏电站有功功率控制策略43-49
• 4.2.1 并网逆变器功率预测信息序列获取44-45
• 4.2.2 调度限功率指令分析45-46
• 4.2.3 并网光伏逆变器限功率控制序列确定46-47
• 4.2.4 限功率控制逆变器间功率分配47-49
• 4.3 光伏电站有功功率控制策略仿真49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 结论与展望51-53
• 参考文献53-56
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果56-57
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作57-58
• 致谢58

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