光伏发电系统建模及运行特性仿真研究

随着并网光伏发电装机规模的快速扩张,光伏发电大规模接入电网后运行特性的分析研究已成为当下光伏发电相关核心课题之一,而光伏发电系统建模是理论课题研究最为关键的一个环节。文章结合目前国内大中型光伏电站关键部件应用现状建立了光伏发电系统仿真模型,基于PSASP软件仿真分析了光伏发电的正常运行和故障运行特性,同时验证了模型的有效性。     

基于PSASP的含大规模光伏发电系统暂态稳定仿真分析

光伏发电的出力特性不同于常规机组发电,随着光伏发电在西藏装机容量的不断增加,对西藏电网安全稳定运行提出了严峻的挑战。根据2019年冬季运行方式下的数据,基于电力系统分析综合程序（power system analysis software package,PSASP）建立了含大规模光伏发电的西藏某地区电网机电仿真模型。通过典型光照扰动、光伏电站切机及短路故障分析了对西藏某地区电网暂态稳定的影响,电网在典型光照扰动、光伏电站切机及短路故障条件下均能保持暂态稳定,但是有部分母线电压高于规定电压上限。针对部分母线电压越限的问题加装无功补偿装置,改善了电网系统的电压稳定性。     

大规模光伏发电接入对直流输电系统的影响研究

直流输电系统是实现高电压、大容量、远距离送电和区域电网互联的一个重要技术手段,对于大规模新能源发电的跨区域消纳具有重要的作用。以大规模光伏发电发电接入西北某电网为对象,建立光伏电站模型,分析光伏电站不同运行方式及电网扰动情况下对直流系统的影响,并提出为保证大规模光伏发电接入后直流系统稳定运行的措施与建议。     

提高并网光伏发电效率分析与建议

并网光伏发电效率是评价光伏电站优劣的关键技术指标。通过对并网光伏发电效率进行讨论,给出并网光伏发电效率的定义,分析光伏组件、组件安装、灰尘和遮挡、逆变器效率、系统结构和环境温度等因素对效率的影响,探讨如何对比不同地区的光伏电站效率问题,提出提高光伏发电效率的措施,最后讨论如何通过系统集成提高光伏发电效率。     

光伏电站输出功率影响因素分析

光伏发电系统的发电量取决于太阳辐照强度和温度等因素,其输出功率的变化具有间歇性和不可控性,大规模的光伏并网应用将对大电网的稳定运行造成冲击。光储联合应用将有助于降低光伏电源的负面影响,为了协调配置光伏系统与储能系统,需要深入了解光伏发电系统的输出特性。首先分析了大规模光伏发电系统并网应用对电网带来的影响,进而介绍了光伏发电原理和影响光伏组件输出的因素;然后依托某100 kWp光伏电站的实际历史运行数据,基于统计学方法,从气象因素如日类型、太阳辐射强度和温度等影响光伏出力的角度,对光伏发电系统的输出特性作了定性、定量的分析,从而归纳了光伏输出特性,最后据此提出了光伏电站输出功率的评价指标。     

水面光伏产业的发展趋势分析

当前，在全球倡导能源转型和推广使用清洁能源的背景下，继水力发电后，光伏发电已成为全球各国电力的重要来源。随着近年来光伏产业的迅猛发展，地面光伏电站的建设开始逐渐趋于饱和，并出现诸多问题和缺点，而水面光伏电站凭借其诸多优势正在被各国开发与应用。与日本、美国等国家的水面光伏产业相比，中国的水面光伏产业起步较晚，但发展速度较快，已成为全球水面光伏发电装机容量最高的国家。在介绍中国水面光伏发电应用前景的基础上，介绍了水面光伏电站相较于地面光伏电站的主要优势，以及其他亚洲国家水面光伏产业的发展现状，并针对未来水面光伏产业的发展趋势提出建议。分析结果表明：水面光伏发电凭借能够改善水质、减少水体蒸发、提高光伏发电系统的发电效率、不占用陆地土地资源，以及建设和运行维护便捷等优势，正在被越来越多的国家大规模推广。     

光伏发电功率预测预报系统V2.5在东洞滩光伏电站的安装及运行

对光伏并网电站的产能加以预测和科学化管理,能够提高电网消纳光伏发电出力的能力及电站的运营水平。以甘肃省酒泉市东洞滩光伏电站为例,介绍了光伏发电功率预测预报系统V2.5在该光伏电站的安装、调试及运行情况,阐明了系统的安装环境、实况功率采集、预报结果上报等,并针对实况功率采集,分析了104传输规约的报文结构及通讯过程,最后给出了系统的调试和维护方案。运行结果表明,该系统运行稳定,预报效果良好,对电网调度和光伏电站的经济运行具有较好的指导意义。     

基于“互联网+”的智能光伏电站集中运维系统设计与研究

研究"互联网+"与光伏电站集中运维融合的关键技术,通过将大数据、云计算、移动互联网等"互联网+"技术在光伏发电集团光伏电站集中运维系统的架构及智能辅助决策、故障定位、移动巡检等功能中的具体应用,实现了光伏电站运维管理智能化、数字化、可视化。系统在宁夏某光伏发电集团的运行,达到了降低光伏电站的运维成本、提高电站发电效率、提升集团的运营管理效率的效果。     

基于希尔伯特黄变换和灰色关联度的光伏系统健康状态研究

针对传统光伏系统性能评估方法的单一与不足,基于健康管理技术,提出一种新型光伏系统健康状态评估方法。通过希尔伯特黄变换解决非平稳随机信号在特征提取过程中难以获取准确特征值的问题,利用灰色关联理论分析光伏系统当前状态和理论状态的关联程度,从而计算光伏系统的健康指数,用以表征该系统当前的健康程度。这样解决了利用PR判别方法对轻微故障进行评估时,由于评估结果准确度较低而导致误判现象发生的问题。实验结果表明,该健康状态评估方法的评估结果具有较高的有效性和准确性,为提高光伏系统的发电效率,保障光伏电站的安全运行提供了有利的支撑。     

光伏发电系统输出功率计算方法研究

准确计算光伏发电系统的输出功率,对光伏发电系统发电量的监管和光伏并网系统与电网调度、电力负荷等的配合问题具有重大意义。根据光伏发电系统的结构和工作原理,提出了光伏发电系统输出功率计算方法,可以计算任意太阳辐射量、环境温度、系统结构下的光伏发电系统输出功率。通过与真实光伏电站运行数据的比对,结果显示了光伏发电系统输出功率计算方法的适用性与准确性。     

基于户外并网光伏电站运行数据的双面光伏组件发电性能研究

在湖南省湘潭地区某建筑屋顶建设光伏电站实证平台，跟踪分析了该平台中户外并网光伏电站在2020年10月—2021年9月这1年间的运行实证数据。总结了光伏电站所在地的气候情况及实测的太阳辐照情况，有针对性地对比了传统单面光伏组件与不同类型双面光伏组件的发电表现，分析了采用不同类型跟踪支架系统的双面光伏组件的发电量增益情况。相关结果可为光伏产品选型和当地光伏发电系统设计提供有效的数据支撑。     

光储联合电站建模与仿真

为解决光伏电站发电的波动性与不稳定性,介绍了光伏电站与全钒液流电池储能电站联合运行的系统结构,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了光伏电池、光伏控制系统、全钒液流电池及其控制系统的电气模型,对并网及故障模式下光储联合电站系统的运行情况进行了仿真研究。结果表明,光储联合电站运行时储能系统能很好地平抑光伏电站的输出功率波动,故障模式下能维持光伏电站的稳定运行。全钒液流电池储能电站可提高光伏电站运行的经济性与可靠性,同时增强了光伏电站输出的可预测性。     

温度对屋顶分布式光伏系统发电效率的影响分析

提高发电效率是光伏模块进一步大规模应用的关键。温度是影响光伏模块发电效率的重要因素之一,尤其对屋顶分布式光伏系统而言。基于某屋顶分布式光伏电站运行数据,分析了温度对光伏模块发电效率的影响。通过建立多元线性回归模型探讨了环境温度与电池板发电效率的关系,并提出了一种拟合度较高的理论发电量计算模型。该模型可用于计算电站的应发电量和相应的损失发电量,以便综合考虑收益与成本,判断是否采取适当的降温措施。     

基于微分方程算法的光伏并网联络线故障定位方法研究

光伏电机出力具有间歇性和波动性等特点,其短路故障特性与传统发电机有较大区别,对光伏并网联络线故障定位的动作性能有较大影响。文章提出了一种基于微分方程算法的故障定位方法,该方法首先利用微分方程算法构建故障暂态过程,然后采用二阶巴特沃斯低通滤波器对测量电压和电流进行处理,并采用故障点电压重构算法,提高了故障距离迭代的正确性和快速性。仿真结果表明,相比传统距离保护中的故障定位方法,所提出的光伏并网联络线故障定位方法的整体性能更好,可较好地满足大型光伏电站并网后电力系统安全稳定运行的要求。     

基于详细工程模型的光伏发电系统失配效应研究

针对已有的光伏发电系统建模方法在系统失配效应方面所存在局限性,以传统光伏组件工程模型为基础,考虑实际阵列中单一组件的特有参数、组件间电压和电流约束条件以及光伏发电系统并网用变换器的电气特性,建立适用于全方面分析系统失配效应的光伏发电系统详细工程仿真模型。在Matlab/Simulink中建立光伏发电系统仿真模型,对系统的失配效应进行全面仿真和分析,以充分反映实际系统的失配效应,为最大程度地减小光伏电站失配损失及提高系统运行效率奠定理论基础。     

基于等值建模的大型光伏电站接入电网后暂态稳定性

摘要： 随着光伏产业的快速发展,研究光伏电站并网仿真模型具有重要意义。建立了适用于西北光伏工程的光伏电池工程实用模型,该模型适用于任意温度T和任意光照强度S。以海西电网2014年底网架和运行方式为基础,深入分析了光伏电站接入后电网暂态稳定特性的变化。结果表明,当光伏电站不具备低电压穿越能力时,会引起海西地区大部分甚至全部光伏电站脱网,但系统能够维持稳定运行;当光伏电站具备低电压穿越能力,能显著降低系统运行风险。     

基于GPRS技术的光伏电站远程监测系统

1光伏电站远程监测系统建设的必要性随着我国光伏发电技术的发展,越来越多的独立及并网光伏电站即将建设并投入运行,但在多数已建成的光伏电站中,由于建设地址偏远、交通闭塞     

一个多种跟踪方式的并网光伏电站

以我国第一座跟踪式并网光伏示范电站为例,介绍了跟踪式并网光伏电站的基本配置;在深入研究太阳自动跟踪机理的基础上,提出了适合无人值守荒漠电站自动跟踪控制策略;给出了高效支路式光伏并网逆变器的设计方案.该并网光伏电站的运行结果表明,跟踪系统可以较大幅度地提高发电效率.     

光伏直流配电故障诊断及火灾风险评估技术

长期服役的光伏发电系统直流配电故障概率高、火灾风险及危害大,严重影响光伏电站的运行安全、发电与出力能力,并对电站运维提出故障与火灾精准检测的技术挑战。为此,从生产现场直流配电柜故障分析入手,揭示接触不良、绝缘劣化、故障电弧、电气火灾的演变机理;分析国内外故障电弧诊断与火灾检测技术的理论成果应对在运电站电弧火灾的有效性,提出故障电弧预诊断与火灾检测技术的应用解决方案。研究结果表明,提出的故障电弧诊断与火灾检测技术应用方案,弥补直流继电保护对串联电弧故障无法保护的不足,能够有效诊断故障电弧并检测烟雾和高温,避免火灾及其扩大事故的发生。     

基于t检验的光伏电站中能效异常光伏组件识别研究

由于目前光伏电站能效指标缺乏具体的应用方式,光伏组件发电效率优劣的界限模糊,且光伏电站在正常运行中光伏组件I-V特性曲线难以获取,导致目前识别异常光伏组件的方法难以应用到实际光伏电站中。基于此,利用光伏组件能效比服从正态分布的特点,提出了一种基于t检验的光伏电站中能效异常光伏组件的识别方法,对光伏组件实际能效比与理论能效比之差进行假设检验,并结合实际光伏电站进行实验验证。研究结果表明：该方法可以有效识别异常光伏组件,可为光伏电站的运维提供数据支持。