基于离散粒子群算法的光伏微电网储能容量优化配置∗

传统储能容量配置策略为确保微电网运行的稳定性,在一定程度上增加了冗余投资,为此提出基于离散粒 子群算法的光伏微电网储能容量优化配置.通过蓄电池组与超级电容器的工程模型,获取光伏微电网储能装置的工作 特性,以容量配比最优、投资成本最小为目标构建储能容量优化配置模型,并引入离散粒子群算法求解模型,获得最 优储能容量配置结果.实例分析结果表明,对于蓄电池组与超级电容组成的储能装置,该方法在满足输出功率平衡的 基础上,给出了一个最优容量配比和最强经济效益的容量优化配置方案.     

基于VMD-Informer-BiLSTM模型的超短期光伏功率预测

由于光伏出力的波动性和随机性给电网的规划和运行带来了挑战,因此提高光伏功率预测的精度对提升新能源系统的稳定性具有重要意义。为此提出了一种结合模态分解、多维特征建模、Informer、双向长短期神经网络(bidirectional long short-term memory network,BiLSTM)的超短期光伏组合预测模型。首先通过变分模态分解将光伏功率序列分解成不同频率的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF),降低光伏功率信号的非平稳性与复杂度;随后使用离散小波变换提取天气因素中的细节分量,实现不同分解算法的优势互补,并用随机森林算法为每个IMF筛选冗余特征,然后将特征矩阵送入Informer进行建模,提取不同时间步中关键时刻的信息,提高对长时间序列的预测效率;最后为进一步提高模型预测精度,分析误差序列特性,利用BiLSTM进行误差校正。采用实际光伏数据进行算例分析,结果表明所提方法提高了超短期光伏功率预测精度。     

基于特征因素选取的IVMD-GLSSVM光伏出力短期预测

针对短期光伏发电功率预测输入特征数据冗余,抗干扰能力差,预测精度受限等问题,提出了基于特征因素选取的IVMD-GLSSVM短期光伏出力预测模型。首先利用GRA-KCC对影响特征因素进行分析,提取影响光伏发电功率的极相关特征因素,随后采用IVMD对光伏发电数据进行分解,降低数据非线性和波动性对预测精度的影响。然后将各模态分量分别输入GLSSVM预测模型进行预测,求得的各子序列预测结果叠加即为最终预测结果。最后在 MATLAB中对该预测模型及其他模型进行算例验证和误差分析,结果表明采用所提预测模型抗干扰能力强,预测精度高。     

时变追踪并网光伏电站最大输出功率的无功优化方法

针对大型光伏电站各发电单元位置差异导致的并网接线阻抗不同,以及光伏电站内各单元最大输出光伏功率运行状况不一致的问题,建立以时变追踪并网光伏电站最大输出功率为目标的无功优化数学模型,并给出相应的快速求解方法。该模型建立和求解是在量测、通信技术完备的前提下,借助逆变器可快速调制有功功率和无功功率输出的电力电子化技术,依据秒级优化周期内光伏系统状态量变化微小的特点,对非线性优化模型实施泰勒展开、线性拟合等线性化近似处理,通过灵敏度计算对逆变器无功功率运行基点进行快速求解,必要时将自动弃光,达到时变追踪光伏电站最大并网输出功率并满足并网点电压水平要求的目的。最后,以某地区大型光伏电站并网系统为例进行仿真,结果验证了所提方法的有效性和合理性。     

基于FPGA实时仿真的光储独立直流微电网协调控制策略

现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FPGA)具有数据并行度高、运行频率高等优点,可以满足电力系统微秒级步长的精细化仿真需求,在微电网实时仿真中展现出巨大潜力。为了深入研究光储微网中光伏和储能系统的动态特性,基于FPGA设计了光储独立低压直流微电网实时仿真系统。首先搭建了低压直流微电网实时仿真框架,设计了一系列电气系统典型模块。其次考虑到实时仿真的不同动态需求,搭建了涵盖多种控制策略的光储控制系统模型。然后在此基础上提出了基于直流母线信号(DC bus signaling, DBS)的分层协调控制策略,通过协调光储变换器的控制策略平衡系统能量流动。最后将FPGA实时仿真结果和Simulink软件作对比,一方面验证了FPGA实时仿真器的精确性和可靠性,另一方面也验证了分层协调控制策略可平滑切换工作层区,自主平衡系统功率流动,有效维持直流母线电压稳定。     

屋顶光伏光热系统的容量优化配置

高校建筑是用能重要用户,主要存在电、热两种用能形式,充分利用高校建筑屋顶资源开发太阳能项目并合理配置储能,能够有效提升用能经济性。以提高经济性为目标,设计了一种包含光伏、太阳能集热器、热泵和蓄电装置的屋顶光伏光热系统,考虑设备的购置和运维费用,利用差分进化算法求解出光伏光热系统中设备的最优容量配置结果,实现用户侧的单位电量成本最低。最后,以我国西北地区某一高校宿舍楼为实际算例,得到了该光伏光热系统的最小单位电量成本以及最优目标下的配置方案,为绿色低碳型校园建设提供借鉴。     

基于改进PSO算法的光伏阵列MPPT研究

由于光伏组件的P-V特性是单峰非线性曲线,由它组成的光伏阵列的发电功率易受温度、光照强度等外界环境因素的影响,导致实际工程中光伏发电效率大大降低,因此追踪最大功率点(Maximum Power Point Tracking, MPPT)使光伏发电系统的发电功率一直处于最大功率点,对提高系统整体的发电效率有着十分重要的意义。引用进化差分算法对传统的粒子群算法(PSO)的寻优过程进行差分进化选择,并将非线性策略与改进后的PSO算法相结合。通过仿真计算分析,改进后的PSO算法相较于传统的PSO算法能够更快速、更准确地找到部分阴影情况下的最大功率点,进而提升了光伏系统的发电效率。     

含高比例分布式光伏的中低压配电网继电保护方法研究

分布式光伏的接入导致中低压配电网原有的继电保护可靠性降低或失效,因此在分析分布式光伏对故障特性影响机理的基础上,提出适用于含高比例分布式光伏的配电网继电保护新方案。建立了含高比例分布式光伏配电网的等效模型,分析了故障后电气分量分布特性和分布式光伏容量、电气位置对故障分量的影响规律,并提出保护配置和保护判据整定方法。通过MATLAB仿真平台对三相短路故障工况进行了仿真测试,结果表明所提出的保护方法能准确可靠切除故障,具有良好的选择性和灵敏性。     

GeSn光电薄膜及其研究进展

GeSn作为一种新型低成本、绿色半导体材料,具有带隙和晶格常数可调、载流子迁移率高、光吸收性能好和光响应度高等优势,在光电器件领域备受关注,在光伏和热光伏领域不断取得新的突破。对GeSn材料的基本物性、实验制备、应用研究和进展进行了详细地介绍。着重对GeSn在光伏电池和热光伏电池的研究进行了分析,并对其在光伏和热光伏领域的发展进行了展望,希望未来能为高效叠层太阳电池的研究提供新思路和新方法。     

配电网分布式光伏可开放容量工程快速求解方法

随着我国“双碳”战略的实施,分布式电源尤其是分布式光伏呈现爆发式增长。分布式光伏的大量无序接入,引起局部地区配电网过电压、设备反向重过载等一系列问题,阻碍分布式光伏的健康有序发展。本文提出一种配电设备级及行政区域级分布式光伏可开放容量工程快速求解方法,该方法统筹考虑配电设备及配电系统的各类约束指标,兼顾计算精度和计算效率,在确保配电网安全、可靠、经济运行的前提下,科学确定其所能接纳的分布式光伏容量上限,为分布式光伏的有序接入和健康发展提供支撑。最后以某县域为例,验证了该方法的科学性和可行性。