基于分区分层前推回代算法的光伏阵列运行状态评估方法

基于光伏阵列规模较大和辐射型网络且集电单元间耦合较弱的特点,提出了一种基于分区分层前推回代算法的光伏阵列运行状态评估方法,实现对光伏阵列运行状态的准确评估。重点论述了分区分层前推回代算法原理、节点支路矩阵求解和概率统计方法及评估流程。结合新疆某新建20 MWp光伏电站5 MWp光伏阵列系统参数,采用Matlab7.0验证该方法。仿真结果表明:该方法能正确输出5 MWp阵列运行状态的评估数据概率分布和评估结果概率密度,能准确评估阵列运行状态。解决了单一评估算法难以准确评估大规模光伏阵列运行状态的缺陷,提高了工程实用性。此外,该方法具有迭代次数少,收敛速度快,计算效率高等优点。     

基于I-V特性灰色关联分析的光伏阵列健康状态评估

针对光伏阵列故障和异常状态的性能评估问题,文章运用健康管理理论和数据挖掘技术提出了一种基于电流-电压(I-V)特性灰色关联分析的光伏阵列健康状态评估方法。首先对光伏阵列的仿真模型进行研究,通过数值计算的方法提高仿真的速度,然后利用粒子群优化算法提取模型参数,并利用灰色关联分析方法对光伏阵列的健康状态进行评估,进而计算其健康指数,定量描述光伏阵列的健康状态。仿真与实验结果表明,文章所提的光伏阵列健康状态评估方法可有效而准确地描述光伏阵列的健康状态,有助于指导光伏电站维护人员进行电站维护,确保光伏电站的安全运行。     

智能电网低压台区运行状态模糊综合评价方法研究

为实现智能电网低压台区运行状态综合分析与评价,提出了一种基于环比评分法和模糊综合评价的低压台区运行状态评估方法。首先,根据低压台区运行状态和评估需求,从采集数据质量、线路损耗、营业管理及用户用电行为4个维度建立运行状态指标体系,并应用环比评分法根据专家意见确定权重;接着选取岭形分布隶属度函数来描述各指标对应于各状态空间的模糊关系;然后对构造的评价模型进行分析计算并得出结论。最后将该评价指标体系及评价方法应用于低压台区算例,得出被评价台区运行状态的优劣排序,并给出改进建议。     

基于贝叶斯分类器的电网变压器状态评估研究

状态检修的大规模推广对准确高效进行变压器状态评估提出了更高要求。通过对变压器监测和电气试验进行分析,选取了反映变压器运行状态的核心指标建立变压器评估指标体系,并给出了指标评分模型和隶属度函数。基于贝叶斯理论并考虑包含当前监测数据在内的多个时间维度的变压器监测数据,提出了一种基于贝叶斯分类器的变压器状态评估方法。通过对某地电网中变压器实际运行数据进行分析,对变压器运行状态做出了准确评估,验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于滑动标准差计算的光伏阵列异常数据清洗办法

光伏阵列运行数据中存在大量异常数据,这些异常数据会对光伏阵列性能分析、建模、故障诊断的实现带来困难。为了有效剔除光伏阵列运行数据中的异常数据,提出了一种基于滑动标准差的光伏阵列异常数据清洗方法。分析了阵列异常数据的来源及分布特性,给出了光伏阵列滑动标准差的计算方法。该方法以滑动标准差的曲线上翘作为异常数据的判断依据。最后通过实例分析以及其他方法对比,说明该算法可以有效降低由于异常数据集中分布带来的异常数据清洗困难。     

基于XGBoost的光伏阵列故障诊断方法研究

针对光伏阵列输出具有非线性并受最大功率点跟踪影响，从而导致传统的诊断方法精度低、模型性能差等问题，提出一种基于极端梯度提升的光伏阵列故障诊断方法。首先，在光伏电池单二极管模型的基础上，建立光伏阵列仿真模型，利用PVsyst软件对光伏阵列的输出特性和故障成因进行系统的模拟分析，得到了故障特征参数，并通过特征重要度排序验证了所选择故障特征参数的有效性；其次，提取光伏阵列不同故障状态下的故障特征，构建基于XGBoost的故障诊断模型；最后，利用网格搜索和交叉验证对诊断模型的超参数进行寻优，通过混淆矩阵计算评价指标来评估诊断模型的性能。并将该方法与决策树、随机森林以及梯度提升树相比，结果表明，该方法不仅能准确检测所有的故障种类，并且模型的泛化能力更好，诊断准确率更高。     

复合绝缘子伞套老化状态模糊综合评估

针对硅橡胶复合绝缘子长期在户外运行时出现的老化问题,提出一种基于模糊综合评价的绝缘子状态评估方法。从硅橡胶复合绝缘子伞套材料角度出发,建立机械性能指标、憎水性指标、电气性能指标等4个一级指标,以及所属的12个二级指标。通过构建评价指标的隶属度函数来获得各指标的隶属度,结合改进层次分析法和熵权法的组合赋权法,对各指标进行赋权,最后根据线性加权法求取复合绝缘子的等级状态。实例证明该模型能准确高效地判断出复合绝缘子的状态,为复合绝缘子的状态检修提供依据。     

基于时变因素的光伏发电系统可靠性评估

随着光伏发电的大规模发展,光伏电站的可靠性水平愈加受到重视。提出一种基于时变因素的光伏发电可靠性评估方法,通过分析光伏发电系统运行机理、元件失效模式及其对输出功率的影响,建立系统输出功率的概率模型,形成光伏系统可靠性评价指标,并构造光伏发电系统六状态空间模型。基于序贯蒙特卡洛方法,综合考虑气候条件、元件老化和光照强度,对某50 MW光伏电站运行可靠性进行评估。仿真结果表明,该模型及指标可有效反映系统的实际运行情况、出力水平和故障情况,为光伏电站运维提供支撑。     

一种电力光传输网运行状态评估方法

针对现有电力光传输网评估方法考虑方面单一、主观性占比多等问题,提出了一种电力光传输网运行状态评估方法。首先从设备、光缆和系统3个维度选取指标,从网络规模、运行质量和管理因素3个方面建立评估指标体系,设计重叠信息分析法对评估指标体系进行优化。其次改进基于区间模糊层次分析法和熵权法的主客观组合权重赋值法计算指标权重。然后设计基于模糊综合评价法、效用函数法、可拓耦合评价法以及组合评估方法的运行状态评估算法评估光传输网运行状态。通过真实实例分析,验证了该方法能够更加全面、客观地评估光传输网的运行状态,辨识电力光传输网薄弱环节,为运维、检修和规划建设提供参考。     

基于组合赋权和理想区间法的真空断路器状态评估

客观合理地评估断路器运行状态是提高设备运行可靠性、保证电力系统安全稳定运行的重要手段。通过将真空断路器评价标准处理为理想区间数概念,提出了基于组合赋权思想的理想区间法来评估断路器状态。首先针对单一赋权方法的局限性,采取基于灰关联度思想的改进方法确定指标主观权重,基于数据变异度的熵权法得到客观权值,同时引入矩估计理论建立二者偏差最小的规划方程组以求出指标最优组合权重;再运用多目标决策的理想区间法计算待评样本与标准理想区间的距离值,倒代换归一化处理后根据择近原则得出断路器评估等级。算例表明,该方法有效可行,适合供断路器进一步维修工作指导。     

基于BP神经网络的光伏阵列故障诊断研究

光伏阵列多安装在较恶劣的室外环境中,因此在运行过程中常会发生故障。为辨别光伏阵列故障类型,提出了基于L-M算法的BP神经网络的故障诊断方法。在深入分析不同故障状态下光伏阵列输出量变化规律的基础上,确定了故障诊断模型的输入变量。本方法无需额外的设备支持,具有简便、成本低的优点;可以在线实时地进行故障诊断。仿真和初步实验结果验证了基于BP神经网络的故障诊断方法可以有效地检测出光伏阵列短路、断路、异常老化及局部阴影等四种故障。     

基于经纬度计算的太阳自动跟踪系统

介绍一种基于经纬度计算的太阳跟踪光伏发电控制器的设计与实现。这种新型控制器通过驱动2个直流电机实现光伏电池在水平、竖直2个方向同时自动地跟踪太阳,使其平面时刻与太阳光保持垂直,最大限度地接收太阳光。在实现自动跟踪的过程中,为克服传统光线跟踪带来的动态响应慢、稳态振荡,以及在环境突变条件下出现的跟踪错误等缺点,提出一种基于编码器和经纬度计算的跟踪方法。实验结果表明,这种跟踪技术可以提高光伏电池发电效率30%左右。     

高原高寒地区局部阴影下光伏阵列输出功率提升实验研究

高原高寒地区太阳能资源充足,利用光伏发电技术有利于改善当地电源结构。光伏电站出力不足是业内普遍存在的技术难题,光伏组件老化、表面温度高、局部阴影等都会降低光伏电站出力。以4×2光伏阵列为例,通过Matlab/Simulink建模仿真,对不同结构的光伏阵列在局部阴影下的输出特性进行对比,分析表明重构网状（RTCT）结构优于其他3种结构,且最大输出功率平均提升7.7%,为光伏阵列输出功率提升奠定实验基础。基于拉萨搭建的光伏阵列输出功率提升实验平台,采用改变光伏阵列拓扑结构和增加直流优化器2种方法,研发光伏阵列输出功率提升技术。结果表明,采用以上2种方法均能有效提升光伏阵列输出功率,可为光伏电站优化设计和运行提供解决方案。     

三相光伏并网逆变器的研究

介绍了单级式三相光伏系统拓扑结构.基于光伏电池数学模型,利用Matlab建立了太阳能光伏阵列通用的仿真模型,并将此电池模型用在三相光伏并网逆变仿真系统中.系统具有最大功率点跟踪(MPPT)功能,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点跟踪.最后通过仿真和实验分析表明该控制策略正确可行.     

基于深度信念网络的光伏阵列故障诊断

光伏阵列所处环境恶劣严峻,导致故障频发。为提高光伏阵列故障诊断精度,针对光伏阵列的常见故障类型,提出基于深度信念网络（deep belief networks,DBN）的故障诊断方法。利用Matlab仿真模拟获取实验特征参数,建立以光伏阵列5种运行状态为输出的故障诊断模型;根据深度信念网络的特点,通过识别实验,分析不同训练集、训练周期以及受限玻尔兹曼机（restricted boltzmann machine,RBM）层数等对模型性能的影响,并从整体诊断精度和各类型故障诊断精度2方面,与模糊C均值聚类（fuzzy C-means clustering,FCM）、支持向量机（support vector machine,SVM）和BP神经网络（back propagation neural networks,BPNN）方法进行对比。实验结果表明,该方法适用于光伏阵列故障分类,相比于其他诊断模型,有效提高了故障识别准确率。     

2D‐DOA estimation performance using split vertical linear and circular arrays

This paper presents a new approach to reduce the computational complexity in two‐dimensional (2D) matrix pencil (MP) method for direction of arrival (DOA) estimation of plane wave signals using a combination of vertical uniform linear array (VULA) and uniform circular array (UCA). By applying phase mode excitation based beamforming to the UCA, we can apply the matrix pencil (MP) method to the beamspace data using only a single snapshot. The technique is based on the split array, which is composed of two perpendicular arrays. The vertical uniform linear array used to determine the elevation DOA components is located perpendicularly at the center of the uniform circular array in the horizontal plane used to calculate the azimuth angles. Unlike common planar and circular arrays, this antenna array with its particular geometry requires no pair‐matching between the azimuth and the elevation angle estimation and can also remove the drawbacks of estimation failure problems. Using this particular geometry for the 2D MP method leads to an efficient computational methodology for real‐time implementation on a digital signal processor. The obtained simulation results of the MP method applied to both uncorrelated and correlated narrow‐band sources in the presence of white noise show good performance estimation. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

光伏电池工程用数学模型研究

光伏电池输出特性曲线方程是光伏发电理论研究的基础,本文结合该曲线和质点平抛运动轨迹的相似性,在原有的光伏电池工程指数模型基础上,首次提出了另一种更便于计算的光伏电池工程用数学模型。该模型的特点是用在三个不同重力场g0、g1和g2下的质点平抛的运动轨迹来代替光伏电池输出特性曲线。运用物理学中的平抛运动公式换算出电池输出特性曲线,通过调节g0、g1分界点的位置,使得本模型在不同的环境条件下最大功率点附近的误差尽可能小。实验表明该模型生成数据和实测数据的误差能满足工程精度要求,模型运算量和指数模型比较,减少了运算量。     

基于统计分析的光伏并网发电系统最佳倾角的计算与实验研究

在设计光伏发电系统时,首先要解决的问题就是要确定光伏方阵的倾角,并由此估算照射到方阵面上的太阳辐射量。本文根据倾斜面上辐射量的计算理论建立了计算模型,提出对每天各倾角下倾斜面辐射量数据进行统计分析的方法得到年最佳倾角和月最佳倾角,设计了软件流程并使用Labview语言设计了计算软件,通过该软件可得到最佳倾角和总辐射量等数据。进一步搭建了人工倾角调节式光伏并网发电实验系统,通过长时间连续实验对比相同硬件环境下月最佳倾角和年最佳倾角下发电量的差异,与本文计算结果吻合。该计算方法可为光伏并网发电系统的优化设计提供算法支持和理论保障。     

局部阴影条件下光伏阵列的优化设计

随着光伏发电系统的结构及所处环境的复杂化(如光伏屋顶系统、光伏幕墙系统等),尤其是局部阴影问题的出现,光伏阵列的输出特性受到很大影响。通过理论分析、计算机仿真及系统实验等方法,研究阴影分布的影响,提出在局部阴影条件下光伏阵列最大功率点的简化算法,总结阵列结构优化的原则,并在此基础上进一步考虑局部峰值及工作电压范围等因素的影响。提出适用性较广的光伏阵列优化设计方法,为光伏发电系统的工程设计提供有力的支持。