基于全时段模拟积分的光伏发电系统发电量计算

为了准确计算光伏系统的输出功率和估计年平均发电量,以提高光伏并网发电系统的供电安全性和稳定性,文章提出一种基于全时段模拟积分的光伏系统输出功率计算方法。根据光伏发电系统的结构和工作原理对光伏发电子阵列进行了建模,对无法直接获得环境参数地区的温度及光辐射量进行了全时段模拟,提出了光伏发电系统输出功率计算方法;对功率积分后可以估算任意太阳辐射量、环境温度和系统结构下的光伏发电系统年均发电量。通过与实际光伏电站工程算例的对比表明,利用该方法估算的发电量结果能满足工程实际要求,可为光伏发电系统设计人员和决策人员提供参考。     

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。     

基于分布式平滑控制的光伏群输出功率控制研究

针对单相并网光伏发电系统不确定性扰动难以准确估计和抑制的问题,提出一种基于不确定性估计器和扩张状态观测器的新型控制策略,在抑制未知扰动的同时提高光伏发电系统的电能质量。而后在此基础上,针对光伏群输出功率的控制,提出一种具有通信鲁棒性的分布式平滑控制方法。根据实验和仿真结果可知,基于UE-ESO的单相光伏并网逆变器控制方法能够提高单台光伏发电系统的稳态性能,基于DSC的PVC输出功率控制方法能够实现光伏群输出功率的有效控制。     

基于改进MPPT算法的微电网电能质量改善作用研究

基于最大功率跟踪(MPPT)技术的光伏发电系统,其控制器输出功率参考值由MPPT算法实时计算得到。MPPT算法的快速性、准确性和稳定性可直接影响光伏发电系统的输出功率特性及发电质量。为此,结合单级式光伏并网发电系统的控制原理,分析了MPPT算法对光伏发电系统的控制作用;并针对一种常用变步长扰动算法存在的问题,结合光伏电池的数学模型,提出了一种改进的变步长扰动算法。该算法可有效提高跟踪速度和精度,降低功率波动,提高发电质量。最后,仿真分析了改进前后含光伏发电系统的微电网的电能质量,验证了改进MPPT算法对微电网电能质量的改善作用。     

考虑碳交易的高铁车站光伏发电潜力分析

高铁车站具有广阔的可再生能源开发空间。基于高铁车站所在地的太阳辐射特点和光伏发电系统占用空间需求，提出车站宜用空间提取方法，进而计算车站宜用空间利用率；考虑光电转换效率、系统效率和光伏组件输出功率衰减机制，建立了高铁车站光伏发电量计算方法。通过分析高铁车站光伏发电项目运营模式，构建了考虑碳交易的高铁车站光伏发电项目全生命周期经济效益分析模型。通过京沪高铁沿线实例预估了高铁车站光伏发电项目的年发电量，并计算了不同运营模式下的经济效益。案例结果证明：不同运营模式下的高铁车站光伏发电项目均可以创造巨大的经济效益；由于车站自身用电需求较大，“自发自用、余电上网”模式下项目可实现免费供电。     

基于相似日理论和LIBSVM软件中SVR算法的光伏发电系统输出功率预测方法

由于光伏发电具有间歇性、波动性的特点,因此准确预测并网型光伏发电系统的输出功率对电网调度,以及电网的安全稳定和经济高效运行具有重要意义.提出了一种基于相似日理论和LIBSVM软件中支持向量机回归(SVR)算法的光伏发电系统输出功率预测方法.通过实例进行仿真验算,并与同样采用相似日理论的反向传播(BP)神经网络算法、径向...     

太阳能布雷顿循环耦合蓄电池平抑光伏输出波动策略研究

为研究太阳能布雷顿循环耦合蓄电池平抑光伏输出功率波动性策略问题,建立了光伏-光热-蓄电池联合发电系统,以光伏为主要出力,太阳能空气布雷顿循环和蓄电池为辅稳定光伏输出功率波动,并根据微燃机高效运行方式及联合发电系统变负荷方式提出了4种运行策略。结果表明：4种策略均能在一定程度上降低光伏输出功率波动性,且在相同蓄电池容量下,策略二光伏输出功率波动性最小,策略三蓄电池最大充电功率最小;随着蓄电池容量的增加,4种策略光伏输出功率波动性均在减少,并且策略二和策略一在平抑输出功率波动性能力上不断接近;在储热与储电容量比例为3∶4时,策略一～策略四相对仅光伏运行时的输出功率波动性分别减少了80.7%、88.3%、50.5%和55.1%。     

基于模糊神经网络控制方法的光伏发电系统并网设计

针对光伏发电系统运行过程中极易受到环境温度、太阳辐照度等外部条件干扰，从而导致其输出功率存在间歇性、随机性问题的情况，提出一种基于模糊控制算法及前馈(BP)神经网络的智能控制方法 (下文简称为“模糊神经网络控制方法”)来进行光伏发电系统并网设计，并搭建并网电路模型进行仿真分析。分析结果显示：相较于扰动观察法、模糊控制算法，采用模糊神经网络控制方法的并网光伏发电系统的泛化能力和鲁棒性更强，能更好地提高系统的稳态性和可靠性，可有效解决光伏发电输出功率存在的间歇性和随机性问题。     

Supercapacitors for power control in a grid-connected photovoltaic system

并网光伏发电系统输出功率的波动性和随机性给并网后系统稳定性,光伏发电消纳以及光伏电站电能质量等方面带来了负面影响,制约了光伏发电的发展.针对这一问题,将超级电容器作为功率调节装置,控制光伏并网系统按指定值平滑,准确地输出功率,使光伏发电具有可调度性.在分析了超级电容特性,系统构成和双向DC/DC变换器状态空间平均小信号模型的基础上,提出功率,电流双闭环反馈滞环电流控制策略,控制超级电容器吸收或补充输出功率的波动成分.在PSCAD/EMTDC 电力系统仿真软件中构建仿真模型,对提出的系统和控制策略进行了仿真分析,良好的仿真结果验证了方法的可行性.     

光伏发电MPPT的变论域自适应模糊控制

针对常规模糊控制器在光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)控制中存在的功率波动、控制精度低和自适应性较差等问题,提出了一种基于变论域自适应模糊控制器的光伏发电MPPT控制,该控制器能根据光伏发电输出功率偏差的变化自动调整变量的论域,从而快速准确地跟踪光伏发电系统的最大功率点(MPP)。实验结果验证了该控制方法能有效实现光伏发电MPPT控制,提高了系统的效率和稳定性。     

光伏发电系统功率预测方法研究综述

光伏发电大规模并网给电网的稳定运行带来巨大挑战,提高光伏发电功率预测水平对光伏能源并网安全具有重要意义.光伏发电系统功率输出具有明显的非线性、间接波动性和不确定性特点,须采用数学模型结合多尺度预测方法实现较高预测精度.针对多元线性回归算法、马尔科夫链预测、神经网络算法、支持向量机和组合预测等光伏系统输出功率的直接预测方...     

基于气象相似性的光伏电站输出功率估计

为了得到光伏电站的输出功率,提出一种基于气象相似性的输出功率估计方法。该方法通过对大量历史数据的分析,利用光伏电站输出功率与气象数据密切相关的特点,基于皮尔逊相关系数在历史数据中计算得到与待估计输出功率相似的气象时刻,再根据相似气象时刻的输出功率估计待估计时刻的输出功率。利用甘肃省某光伏电站采集的包含9个气象要素的历史数据,经过数据预处理之后挑选出214 d不含有异常数据的数据集作为数据样本,并随机选出14 d不同天气类型的数据作为测试样本,其余作为训练样本。通过对测试样本数据进行验证,所提出的估计方法平均绝对误差仅为0.46 MW,相对误差仅为15.74%,具有较高的计算准确度,且适用的气象条件更广泛。     

A method for evaluating the influence of wiring on the performance of components in a photovoltaic system design

This paper presents a simple method for evaluating the influence of wiring on the operating conditions of the direct current components in a photovoltaic system design. This method uses electrical circuit theory, electrical resistance modeling, and an iterative calculation approach to address the causality dilemma that exists when estimating voltage reductions in the wires that connect photovoltaic modules to power inverters. This method can be used to estimate the voltage, current output, and power output of each photovoltaic module in a system, and the corresponding total power available at the inverter, given current–voltage (I–V) models for the photovoltaic modules, and the lengths and thicknesses of the corresponding interconnection wiring. This paper uses this method to illustrate the influence that wiring can have on the direct current operating voltage that is needed at the power inverter to achieve maximum power performance for the system. The goal is that this method would be incorporated into software that analyzes the power performance and energy output of photovoltaic systems.     

基于改进混沌粒子群算法的光伏阵列建模方法研究

准确地建立光伏阵列模型对光伏电站性能分析具有十分重要的意义.由于传统光伏阵列建模方法具有模型参数计算困难、计算结果精度低、对铭牌参数依赖性高等不足,导致传统光伏阵列模型具有适应性差等.文章从实测数据出发,提出了一种基于改进混沌粒子群算法的光伏阵列建模方法.模拟结果表明,相比于传统的建模方法,基于改进混沌粒子群算法的光伏...     

一种光伏电池最大输出功率的预测方法

光伏电池输出功率受温度和光强影响,且影响程度具有非线性特征。采用建立二维表的方式来预测光伏电池最大输出功率。该方法将预测功率转化为预测温度和光强,并根据温度和光强预测结果查表得到光伏电池最大输出功率。算例表明,文中所提出的方法能够较为准确地预测光伏电池最大输出功率。     

基于滑模变功率跟踪的PV-VSG控制技术

针对含储能装置的传统光伏虚拟同步发电机（PV-VSG）不仅投资成本高且未考虑光伏阵列输出特性的问题,提出一种基于滑模变功率点跟踪（SM-VPT）的PV-VSG控制策略。该方法在滑模控制的基础上引入直流母线电压偏差控制,调整光伏阵列的功率跟踪轨迹,实现光伏出力自适应匹配负载需求,即当光伏容量充足时,只提供与负载相匹配的功率;光伏功率不足时,可实现传统的MPPT控制以减少电力短缺,同时防止直流电压骤降,保证系统稳定运行。该方法使PV-VSG能够按需向负载供电,无需增加额外的储能设备,可实现光伏发电系统直接以VSG形式接入并网,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。     

冷却剂流量对聚光型太阳能光伏系统效率的影响

针对聚光型太阳能光伏电池工作中温度升高会导致发电效率降低的问题,在太阳能模组上铺设有机工质循环管路对光伏电池进行冷却,通过冷凝器对管内有机工质吸收的热量进行收集利用,构建聚光型太阳能光伏/光热综合利用系统。建立传热模型,计算不同日照强度下模组的输出效率并与实验数据进行对比。实验结果表明:发电效率随日照强度的增加先增加后减小;对光伏电池进行冷却可提升系统输出效率;太阳能光伏发电及散热量利用效率合计可达60%。     

Probabilistic production costing for photovoltaics-utility systemswith battery storage

This paper describes a methodology for calculating the production costing of an integrated photovoltaic-utility power system with battery storage. The methodology uses-long term historical data on solar radiation to calculate the probability density function (PDF) of the photovoltaic (PV) power generation. Once the PDF is calculated, PV can be treated as a multi-state unit in a utility system as conventional production costing techniques are applied. The proposed method is simple and easy to implement and numerical examples demonstrate its potential application in a utility system     

高原高寒地区光伏组件背板冷却对输出功率影响的实验研究

针对光伏组件表面温度影响光伏电站出力的技术难题,以2行4列的光伏阵列为例,在拉萨搭建光伏阵列输出功率实验测试平台,采用液冷方式在背板铺设冷却循环管道构建背板冷却系统,并基于冷却系统的连续运行（实验Ⅰ）、先停后启（实验Ⅱ）、先启后停（实验Ⅲ）3种运行工况,分别进行光伏组件有无背板冷却的对比实验,探究高原高寒地区组件表面温度对光伏阵列输出功率的影响规律。研究表明：采用背板冷却技术降低光伏组件的表面温度,可有效提升光伏阵列的输出功率,在实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中光伏阵列输出功率分别提升了1.4%、1.3%、1.0%;光伏组件采用背板冷却技术时,冷却介质循环泵耗功高于光伏阵列提升的输出功率,但在高原高寒地区可回收利用冷却介质吸热量,加热生活用水,可使采用背板冷却的光伏阵列综合效益提高。