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分布式光伏功率数据的IMOWOA和LightGBM混合虚拟采集方法

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 1035-1046,I0015页

作者：葛磊蛟杜天硕孙冰天津大学电气自动化与信息工程学院天津市南开区300072

点多面广、分散无序的分布式光伏电站规模化接入电网是我国新型电力系统向低碳演进的重要路径之一。低成本、高效率的分布式光伏电站数据获取是光伏电站开展精细化管理、精益化运维的重要基础。为此,该文提出一种基于改进多目标鲸鱼优... 详细信息

点多面广、分散无序的分布式光伏电站规模化接入电网是我国新型电力系统向低碳演进的重要路径之一。低成本、高效率的分布式光伏电站数据获取是光伏电站开展精细化管理、精益化运维的重要基础。为此,该文提出一种基于改进多目标鲸鱼优化算法(improved multi-objective whale optimization algorithm,IMOWOA)与轻量梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的分布式光伏数据虚拟采集方案。针对虚拟采集区域划分难题,该方案首先在网格化区域划分的基础上提出一种自编码器相似性分析方法,获取满足相似性需求的光伏电站集;为解决参考电站集选择难题,提出一种改进的多目标鲸鱼优化算法,提高算法的全局搜索能力,基于区域内光伏电站的历史功率数据,同时对参考电站子集与LightGBM超参数进行优化,从而实现仅选取部分分布式光伏电站安装完备的数据采集装置,完成区域范围内所有电站功率数据的高精度虚拟采集。最后,以我国江苏省某区域范围内的29个分布式光伏电站为算例进行分析,验证提出的方法的可行性和有效性。

关键词：分布式光伏虚拟采集鲸鱼优化算法轻量梯度提升机多目标优化

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分布式光伏-储能系统经济-碳排放-能源效益实证分析——以山东省胶州光伏及其储能系统为例

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中国环境科学 2022年第1期42卷 402-414页

作者：王小虎楚春礼曹植楚春亮鞠美庭南开大学环境科学与工程学院天津300350 安特卫普大学可持续建筑与道路工程研究组比利时安特卫普2000 秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司河北秦皇岛066300

建立光伏-储能系统成本收益经济模型和全生命周期碳排放和能源分析模型,以静态投资回收期和内部收益率、碳排放强度和碳补偿回收期、能量回收期分别作为经济效益、碳减排效益和能源效益的评价指标,并以山东省胶州农村5,8,10,15kW光伏和1... 详细信息

建立光伏-储能系统成本收益经济模型和全生命周期碳排放和能源分析模型,以静态投资回收期和内部收益率、碳排放强度和碳补偿回收期、能量回收期分别作为经济效益、碳减排效益和能源效益的评价指标,并以山东省胶州农村5,8,10,15kW光伏和11kW·h储能系统为案例,分析增加储能系统后的经济-碳排放-能源特征.案例表明,增加储能系统会带来负面效应,其中经济效益变化最大,碳减排效益次之,能源效益变化最小.以10kW系统为例,静态投资回收期延长34.7%,内部收益率降低20%,碳排放强度增加5.36%,碳补偿时间延长5.83%,能量回收期延长0.56%.通过延长系统使用时间,扩大光伏安装规模,能够增加用户经济收益,同时能够降低碳排放强度,缩短碳补偿时间,从而降低储能系统对整个系统经济-碳排放-能源效益的负面影响.在离网情景下,安装储能电池能够有效提高系统的经济收益,碳减排效益和能源效益显著.

关键词：分布式光伏储能系统经济-碳排放-能源

分布式光伏集群功率短期预测的空间互补特性初探

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 42-50页

作者：阮呈隆李康平李正辉黄淳驿上海交通大学智慧能源创新学院上海市200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市200240 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240

随着分布式光伏装机容量的快速增长,分布式光伏集群功率预测对电网调度的影响日益增强。分布式光伏集群功率预测存在“先累加后预测”“先预测后累加”以及“先聚类再预测”3种技术路线。通过在含600多个分布式光伏站点实测功率数据集... 详细信息

随着分布式光伏装机容量的快速增长,分布式光伏集群功率预测对电网调度的影响日益增强。分布式光伏集群功率预测存在“先累加后预测”“先预测后累加”以及“先聚类再预测”3种技术路线。通过在含600多个分布式光伏站点实测功率数据集上的实验发现,分布式光伏集群功率预测存在“空间互补”现象,即3类集群预测路线得到的预测误差相比于单个场站的平均预测误差都有所降低。为了探究空间互补现象的产生机理及影响因素,首先从机理分析的角度将其归纳为“出力曲线互补”和“预测误差互补”两类空间互补特性。然后,提出了“空间互补系数”这一概念,对互补效果进行量化评估。最后,探究了集群规模、分布范围、天气类型和聚类簇数4种因素对空间互补特性的影响。结果表明,两类空间互补特性对分布式光伏集群短期功率预测精度提升效果显著,且预测误差互补在精度上优于出力曲线互补。研究结果可为分布式光伏集群划分提供依据,有助于实现更加高效且准确的功率预测。

关键词：分布式光伏功率预测集群空间互补误差

分布式光伏电站接入配电网的分布鲁棒优化配置方法

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电力系统保护与控制 2021年第13期49卷 30-42页

作者：陈泽雄张新民王雪锋彭灵利温伟弘梁炜焜林舜江广东电网有限责任公司广州供电局广东广州510000 华南理工大学电力学院广东广州510640

随着分布式光伏(Distributed Photovoltaic,DPV)电站接入配电网的规模日益增大,光伏出力的不确定波动特性造成配电网运行状态的频繁波动,故对接入配电网的DPV电站进行合理规划对于配电网的安全运行尤为重要。针对DPV电站接入配电网的并... 详细信息

随着分布式光伏(Distributed Photovoltaic,DPV)电站接入配电网的规模日益增大,光伏出力的不确定波动特性造成配电网运行状态的频繁波动,故对接入配电网的DPV电站进行合理规划对于配电网的安全运行尤为重要。针对DPV电站接入配电网的并网点和容量选择问题,以并网位置节点和配置容量同时作为决策变量,并考虑DPV出力的不确定性,建立了DPV电站接入配电网的并网点和容量选择的分布鲁棒优化配置模型。以当地光照强度和环境温度的历史数据计算出的DPV电站单位容量光伏的日出力曲线作为数据驱动构建出基于KL散度的模糊集。通过优化计算出模糊集中最大和最小期望的概率分布以得到单位容量光伏出力不确定波动的范围,将分布鲁棒优化模型转化为鲁棒优化模型,并采用Benders分解法求解得到优化配置方案。最后,以某个实际180节点配电网为例进行仿真计算,并与确定性优化和传统鲁棒优化方法进行对比分析。验证了所提出的分布鲁棒优化方法既能够保证在光伏出力不确定波动下配电网的安全运行,又能够克服鲁棒优化方法的保守性,使求得的配置方案在经济性和鲁棒性之间达到良好的平衡。

关键词：分布式光伏优化配置分布鲁棒优化模糊集 KL散度

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分布式光伏对线路自动重合闸的影响分析

电力系统保护与控制 2019年第17期47卷 75-82页

作者：胡雪凯张乾胡文平孟良王磊国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北石家庄050021 国网河北省电力有限公司检修分公司河北石家庄050070

为研究分布式光伏对线路自动重合闸的影响,从重合闸动作过程中分布式光伏锁相环的动态特性出发,分析了逆变器在重合闸动作过程中的暂态过程以及分布式光伏输出特性。然后根据光伏容量与本地负荷的不同匹配程度以及不同故障位置,分别讨... 详细信息

为研究分布式光伏对线路自动重合闸的影响,从重合闸动作过程中分布式光伏锁相环的动态特性出发,分析了逆变器在重合闸动作过程中的暂态过程以及分布式光伏输出特性。然后根据光伏容量与本地负荷的不同匹配程度以及不同故障位置,分别讨论了光伏接入对于重合闸的影响。最后给出了考虑分布式光伏接入的重合闸配置方式。建议在重合闸时间整定上考虑孤岛保护动作及断路器完全断开的时间。

关键词：分布式光伏重合闸锁相环防孤岛保护整定时间

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分布式光伏阵列随机干扰识别方法研究

太阳能学报 2017年第11期38卷 2926-2931页

作者：沈金荣陈星莺惠杰董炜河海大学能源与电气学院南京211100 河海大学机电工程学院常州213022 江苏省智能配用电工程技术研究中心南京211100

为实现分布式光伏阵列随机干扰的有效识别,提高光伏出力预测的准确性,该文以江苏省某光伏企业为案例,分析分布式光伏阵列间距和随机干扰对光伏容量系数模型计算值的影响特点,建立分布式光伏阵列随机干扰识别模型,并结合工程实测数据进... 详细信息

为实现分布式光伏阵列随机干扰的有效识别,提高光伏出力预测的准确性,该文以江苏省某光伏企业为案例,分析分布式光伏阵列间距和随机干扰对光伏容量系数模型计算值的影响特点,建立分布式光伏阵列随机干扰识别模型,并结合工程实测数据进行模型的验证,进而实现分布式光伏阵列随机干扰的识别。研究表明,该方法能够较准确实现光伏系统随机干扰的识别,为实现智能光伏系统的出力预测、故障识别奠定基础,可在一定程度上提高光伏发电系统运行效益。

关键词：分布式光伏随机干扰容量系数相关系数数学模型

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分布式光伏系统最优运维周期确定方法

电力自动化设备 2022年第5期42卷 135-141页

作者：尹德扬梅飞郑建勇赫卫国祁晓婧东南大学电气工程学院江苏南京210096 河海大学能源与电气学院江苏南京211100 东南大学自动化学院江苏南京210096 中国电力科学研究院有限公司江苏南京210003

目前光伏运维周期主要由人工经验确定,成本过高,不利于光伏产业的发展,为此,提出一种考虑分布式光伏系统典型场景的最优运维周期确定方法。建立分布式光伏2种典型应用场景数学模型;以光伏可靠性模型以及光伏组件积灰模型为基础,建立运... 详细信息

目前光伏运维周期主要由人工经验确定,成本过高,不利于光伏产业的发展,为此,提出一种考虑分布式光伏系统典型场景的最优运维周期确定方法。建立分布式光伏2种典型应用场景数学模型;以光伏可靠性模型以及光伏组件积灰模型为基础,建立运维周期模型;利用蒙特卡洛法计算不同运维周期下由发电损失成本及运维成本组成的运维总成本的概率分布。通过不同算例的模拟结果平均值确定最优运维周期,验证了所提方法的有效性和合理性。

关键词：分布式光伏运维周期经济效益可靠性组件积灰

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分布式光伏集群发电功率波动模式识别与超短期概率预测

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上海交通大学学报 2024年第9期58卷 1334-1343页

作者：王于波郝玲徐飞陈文彬郑利斌陈磊闵勇北京智芯微电子科技有限公司北京102200 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 清华大学新型电力系统运行与控制全国重点实验室北京100084

分布式光伏功率不确定性的量化评估对于配电网安全稳定运行具有重要意义.考虑到不同出力波动模式下功率特性差异显著,为得出适应功率波动模式的预测模型并对功率不确定性进行精细化评估,提出一种分布式光伏集群发电功率波动模式识别与... 详细信息

分布式光伏功率不确定性的量化评估对于配电网安全稳定运行具有重要意义.考虑到不同出力波动模式下功率特性差异显著,为得出适应功率波动模式的预测模型并对功率不确定性进行精细化评估,提出一种分布式光伏集群发电功率波动模式识别与超短期概率预测方法.首先,综合卫星云图和光伏功率数据,通过出力波动的特征提取构建波动模式识别模型,实现对波动规律的挖掘.在此基础上,通过分类建模考虑不同波动模式的可预测性差异及波动模式与预测误差的关联关系,使预测区间宽度能更好地适应预测误差分布特征.由此实现对不同波动模式下功率不确定性的精细化考虑,从而提高概率预测精度,为电网调度提供更多参考,削弱分布式光伏功率强波动性对电力系统的影响.

关键词：分布式光伏功率预测深度学习模式识别概率预测

分布式光伏的共享价值及其对配电网影响的系统动力学仿真

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电力系统自动化 2021年第18期45卷 35-44页

作者：张汀荟谢明成王蓓蓓雪田和人东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 爱知工业大学电气工程学院日本爱知县丰田市4700392

随着以光伏为代表的分布式能源(DER)广泛开发利用,其对配电网的扰动、补贴缺口等问题使得局部区域内用户间分布式电能的共享模式得到普遍应用。文中从整体角度分析了共享模式下配电公司、共享协调管理员、分布式光伏拥有者和分享者等各... 详细信息

随着以光伏为代表的分布式能源(DER)广泛开发利用,其对配电网的扰动、补贴缺口等问题使得局部区域内用户间分布式电能的共享模式得到普遍应用。文中从整体角度分析了共享模式下配电公司、共享协调管理员、分布式光伏拥有者和分享者等各相关参与主体的利益问题,搭建了包括分布式光伏电能共享模块、配电公司收益和输配电价等耦合模块的系统动力学模型,模拟仿真了不同分布式光伏安装率和上网电价下的共享价值变化,并就其对配电公司利益和输配电价的影响进行了前瞻性分析。算例分析结果表明,共享价值空间随区域内的分布式光伏安装率变化而存在一个峰值,因此合理规划区域内分布式光伏接入有利于各参与主体调整策略,促进多方收益协调。

关键词：分布式光伏电能共享输配电价系统动力学