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基于最小鉴别信息组合赋权法的光伏发电单元综合评价技术研究

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电源学报 2022年

作者：张建夏烈徐亮辉杨青斌董玮中国电力科学研究院有限公司新能源与储能运行控制国家重点实验室

为进一步优化我国资源结构、降低能源缺口、缓解环境污染等问题，光伏发电项目亟需建立科学的评价与决策机制，完善光伏电站综合性能评价体系，促进整个社会能源系统的可持续发展。重点围绕光伏发电单元的综合评价技术开展研究，基于“... 详细信息

为进一步优化我国资源结构、降低能源缺口、缓解环境污染等问题，光伏发电项目亟需建立科学的评价与决策机制，完善光伏电站综合性能评价体系，促进整个社会能源系统的可持续发展。重点围绕光伏发电单元的综合评价技术开展研究，基于“多准则、多层次、多因素”决策的基本原则，提出一种适合于光伏发电单元的综合评价体系和评价方法，综合考虑客观权重法和主观权重法的优缺点，利用“最小鉴别信息原理”计算组合权重，并建立光伏发电单元的综合评价模型，对新型光伏中压发电单元和常规光伏发电单元的综合评价结果进行对比分析，证明新型中压光伏发电单元设计指标的优越性。

关键词：光伏发电单元综合评价技术评价体系评价方法组合赋权法

多光伏发电单元并入弱交流电网的次同步振荡研究

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多光伏发电单元并入弱交流电网的次同步振荡研究

作者：高瑞鑫华北电力大学

学位级别：硕士

随着太阳能光伏发电的规模化开发利用,单体光伏电站发电容量逐步增加,光伏电能远距离外送需求增大,也让光伏电站与大电网之间的连接变得较为薄弱。当交流电网较弱时,规模化光伏发电的集中并网有可能引发系统的次同步振荡(sub-synchronou... 详细信息

随着太阳能光伏发电的规模化开发利用,单体光伏电站发电容量逐步增加,光伏电能远距离外送需求增大,也让光伏电站与大电网之间的连接变得较为薄弱。当交流电网较弱时,规模化光伏发电的集中并网有可能引发系统的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO),威胁系统的安全稳定运行。论文以增强弱电网下大型光伏电站的并网稳定性和安全性为目的,深入研究了光伏电站内部发电单元间的交互作用和光伏电站与交流电网间的交互作用对大型光伏并网发电系统SSO模式特性的影响。针对现有的单个光伏发电单元等值电站数学模型只能研究光伏电站与交流电网之间交互作用的局限性,论文建立了包含LCL滤波器与锁相环结构的三光伏发电单元并入弱交流电网系统数学模型。系统模型主要包括4个部分:光伏电池模型、站内主电路模型、站内控制电路模型与交流电网模型。针对多光伏发电单元并入弱交流电网系统存在的SSO问题,首先建立并验证了系统等值模型的准确性。然后基于等值模型,建立了三光伏发电单元并入弱交流电网系统的小信号模型,通过特征值法分析,得出系统中存在的SSO模式,并计算各SSO模式的参与因子。结果表明,系统中存在2个站内SSO模式和1个站网SSO模式。站内SSO模式由光伏电站内部3个光伏发电单元之间交互作用产生,主导因素为直流侧电容、逆变器电流内环控制器参数;站网SSO模式由3个发电单元与交流电网交互作用产生,主导因素为直流侧电容、逆变器电流内环控制器参数和交流电网。针对站内/站网SSO阻尼特性变化趋势是否相同的问题,论文分析了主导因素对站内/站网SSO模式阻尼特性的影响。结果表明,光伏发电单元的发电容量、直流侧电容、电流内环控制器参数变化对2种SSO模式阻尼特性的影响趋同。其中,随着发电单元发电容量的不断增大,系统的SSO阻尼逐步减弱,为系统的安全稳定运行带来挑战。相反的,在一定范围内,适当增大直流侧稳压电容、有功电流内环控制器的比例系数、积分系数都将提高系统的SSO阻尼,使系统稳定性提高。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建时域仿真模型,验证了上述理论分析结果的正确性。

关键词：光伏发电单元弱交流电网次同步振荡特征值分析阻尼特性

基于集中损耗的光伏发电单元年发电量RT-LAB仿真分析

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电力系统自动化 2018年第8期42卷 156-162页

作者：奚霁仲李飞张兴马铭遥吴凡陈武合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230000 国网安徽省电力有限公司广德县供电公司安徽省宣城市242000

发电量是定量评估光伏发电单元效益的重要指标,而逆变器损耗与发电量指标息息相关。已有的光伏发电单元发电量计算模型或过于复杂,或忽略了逆变器参数和控制算法带来的影响,难以准确计算逆变器损耗。针对上述问题,提出了基于集中损耗模... 详细信息

发电量是定量评估光伏发电单元效益的重要指标,而逆变器损耗与发电量指标息息相关。已有的光伏发电单元发电量计算模型或过于复杂,或忽略了逆变器参数和控制算法带来的影响,难以准确计算逆变器损耗。针对上述问题,提出了基于集中损耗模型的光伏发电单元发电量计算方法。该方法根据逆变器的瞬时输出功率,采用了集中等效模型来模拟逆变器在不同工作点的损耗,所需参数较少,简单准确且不会增加模型的计算负担。同时该模型考虑了电力电子器件的参数和控制对发电量的影响。最后通过RT-LAB实时仿真平台搭建了所述光伏发电单元发电量详细仿真模型,并与实际系统的年发电量进行对比,验证了该模型的正确性。

关键词：光伏发电单元损耗建模发电量仿真最大功率点跟踪 RT-LAB

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超级UPS中光伏发电单元的功率调控

电源学报 2017年第4期15卷 91-96页

作者：刘曌煜李海津胡长生陈敏徐德鸿浙江大学电气工程学院杭州310027

超级UPS包含电网、燃气发电机、电池以及光伏等多种类型能源,是一种具有很高供电可靠性的电源系统。在这样的多能源储能系统中,光伏发电单元需要配合其他多种能源,在保证稳定性的前提下,通过不同模式的灵活切换,提高其电能利用率。针对... 详细信息

超级UPS包含电网、燃气发电机、电池以及光伏等多种类型能源,是一种具有很高供电可靠性的电源系统。在这样的多能源储能系统中,光伏发电单元需要配合其他多种能源,在保证稳定性的前提下,通过不同模式的灵活切换,提高其电能利用率。针对超级UPS特点及其工作模式,讨论了光伏单元的功率调控,并针对此应用场合优化了传统的光伏最大功率点跟踪算法,最后在30 kW的平台上进行了初步验证。改进后的算法,可以在保证收敛性和跟踪精度的条件下,有效加快光伏最大功率点跟踪速度。

关键词：光伏发电单元超级UPS&最大功率点跟踪MPPT

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船舶直流微网光伏发电单元运行控制策略研究

船舶直流微网光伏发电单元运行控制策略研究

作者：郭洪智大连海事大学

学位级别：硕士

为了减少化石能源消耗以及解决海洋环境污染问题,太阳能、风能等可再生能源在现代船舶中的开发率和利用率不断提高。同时,船舶直流微电网技术以其节能、控制简单、与可再生能源适配性高等优点,成为船舶电力领域未来的发展方向。在此背景... 详细信息

为了减少化石能源消耗以及解决海洋环境污染问题,太阳能、风能等可再生能源在现代船舶中的开发率和利用率不断提高。同时,船舶直流微电网技术以其节能、控制简单、与可再生能源适配性高等优点,成为船舶电力领域未来的发展方向。在此背景下,本文以船舶直流微电网中光伏发电单元为研究对象,着眼于提高其动态性能并解决其工作模式切换带来的暂态扰动问题,主要研究工作如下:论文首先对船舶直流微电网中光伏发电单元的研究背景及意义、研究现状与控制策略进行综述。随后,对光伏电池及Boost变换器进行建模分析,设计变换器的传统PI控制器,针对PI控制器在参数出现较大变化时控制效果欠佳的问题,设计变换器的二重积分滑模控制器,以提高变换器的动态性能和抗干扰能力。在此基础上,针对直流微电网电压分层协调控制策略中,光伏发电单元工作模式切换会导致直流母线电压大幅波动的问题,提出一种基于直流母线电压信息偏移补偿的控制策略,实现光伏发电单元最大功率跟踪模式和恒压控制模式的统一控制以及两种模式间的无缝切换,抑制了切换过程导致的母线电压波动。接着,研制一套由光伏发电单元、储能单元以及负载组成的离网型光储直流微电网实验系统,并对光伏发电单元软硬件进行设计,以验证二重积分滑模控制器以及光伏发电单元无缝切换控制策略的效果。最后,对所设计的离网型直流微电网实验系统进行实验测试与分析。实验结果表明,二重积分滑模控制策略作用下的光伏发电单元运行稳定可靠,动态性能较好,同时本文所提出的无缝切换控制策略可以实现光伏发电单元工作模式间的平滑切换。

关键词：船舶直流微电网光伏发电单元二重积分滑模控制器分层协调控制无缝切换

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光伏发电单元布置及容量优化设计

人民长江 2015年第5期46卷 43-46页

作者：苏毅刘海波汪建覃琳捷叶任时长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010

在光伏电站的每个光伏发电单元内,考虑到不同布置格局的光伏发电单元直流汇流电缆工程量差别大,不同装机规模对工程建设成本及发电量的影响,需合理配置光伏阵列与逆变器容量。通过设计分析及工程实践,提出光伏发电单元应尽量布置成正方... 详细信息

在光伏电站的每个光伏发电单元内,考虑到不同布置格局的光伏发电单元直流汇流电缆工程量差别大,不同装机规模对工程建设成本及发电量的影响,需合理配置光伏阵列与逆变器容量。通过设计分析及工程实践,提出光伏发电单元应尽量布置成正方形格局、将逆变小室布置在光伏发电单元的几何中心、采用单位兆瓦的装机规模、装机容量大于逆变器额定容量的设计理念。按此优化设计可减少单位兆瓦光伏发电单元的电缆用量,降低功率损耗,提高设备利用率。

关键词：光伏发电单元装机规模正方形布置几何中心容量配置

面向大规模光伏电站实时仿真的单元级精细化建模方法

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 2978-2989,I0004页

作者：郭临洪夏仕伟李昇蔚冯谟可许建中胡斌江新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 电网仿真重点实验室(中国南方电网公司) 广东省广州市510663

大规模光伏电站是目前光伏发展的主流趋势,支撑着我国“双碳”目标的实现。然而庞大的发电单元数目导致“模型计算复杂”与“仿真资源有限”矛盾凸显,使其精细化实时仿真面临巨大困难。该文提出一种面向大规模光伏电站实时仿真的单元级... 详细信息

大规模光伏电站是目前光伏发展的主流趋势,支撑着我国“双碳”目标的实现。然而庞大的发电单元数目导致“模型计算复杂”与“仿真资源有限”矛盾凸显,使其精细化实时仿真面临巨大困难。该文提出一种面向大规模光伏电站实时仿真的单元级精细化建模方法。首先,针对光伏阵列工作原理进行分析,通过将原有“电压→电流”的电路解算形式改写为“历史电流源+变化量”的迭代更新形式,接着结合电气参数与历史源的慢变校正,实现低计算复杂度建模。然后,采用换流器开关函数模型将矩阵解算划分,直流电路独立解算,交流电路消去节点后获取发电单元整体的定导纳等效电路模型。最后,在RTDS平台上验证所提出模型精度,实现包含百台发电单元的光伏电站实时仿真。

关键词：大规模光伏电站光伏发电单元实时仿真精细化建模