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部分阴影下光伏阵列静态重构策略研究

部分阴影下光伏阵列静态重构策略研究

作者：杨忠洋沈阳农业大学

学位级别：硕士

光伏阵列在部分阴影条件下工作时会因为功率失配而损失能量,致使输出特性曲线出现多峰值,而部分阴影遮挡问题又无法绝对的避免。基于辐照度均衡的原理所提出的光伏阵列重新配置技术是有效解决该问题的方法之一。其中所具代表性的是以网... 详细信息

光伏阵列在部分阴影条件下工作时会因为功率失配而损失能量,致使输出特性曲线出现多峰值,而部分阴影遮挡问题又无法绝对的避免。基于辐照度均衡的原理所提出的光伏阵列重新配置技术是有效解决该问题的方法之一。其中所具代表性的是以网状结构(TCT)为连接方式的光伏阵列静态重构技术。光伏阵列静态重构技术是指通过一定的技术手段,对阵列内的电池排列方式进行预先的重构,但并未改变阵列原有的接线方式。当产生部分阴影时,阴影的实际位置被均匀分散开,达到了均衡行电流减少多峰值数目的目的。该技术不仅降低了光伏系统对全局最大功率点追踪(GMPPT)精度的要求,同时也提升了功率输出。传统静态重构方法多以理论研究为主,重构过程和线路排布比较复杂,真正实现起来比较困难。对此本文首先对部分阴影下具有TCT结构的光伏阵列的输出特性做了细致研究,接着对几种典型的静态重构方法进行了对比分析。在此基础上引入奇偶变换和列索引填充的规则对光伏阵列内部的电池单元进行物理重构。不仅成本低廉易于实现,且针对不同类型的光伏阵列,共提出了两种重构策略:策略一适用于对电能质量要求较高的小型分布式光伏电站;策略二更适用于大型光伏电站。为了验证所提重构策略的有效性,本文以9×9阵列为基础,首先采用matlab软件构造了6种典型的阴影遮挡仿真。并将所提出结构获得的理论计算和仿真结果值同TCT结构、奇偶结构(OE)以及新颖结构(NS)做比较。其中与传统的TCT结构相比,拟议的结构在所构造的6种阴影遮挡情况下不仅具有较低的功率损失和较高的填充因子值,且成功实现了低至5.3%和高达21%的最大功率提升,同时相比于OE和NS结构的最高功率提升也分别达到了14.6%和3.8%。其次又建立了实物模型对理论和仿真的结论进行了进一步验证,证实在误差允许的范围内,理论和仿真的结果真实有效。最后运用PVsyst仿真软件将具有静态重构结构的光伏电池阵列和传统结构进行了并网对比分析。结果证实在相同仿真条件下,拥有静态重构的光伏阵列可以带来更高的经济收益。

关键词：光伏阵列部分阴影静态重构 TCT阵列

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基于TCT结构光伏阵列的静态重构方法研究

基于TCT结构光伏阵列的静态重构方法研究

作者：孟少飞宁夏大学

学位级别：硕士

能源是人类社会和经济发展的基础动力。在诸多可再生能源中,光伏是最具发展前景的可再生能源之一。然而局部阴影对光伏发电系统的稳定与效率带来了巨大挑战。光伏阵列重构可均衡各受遮蔽光伏组件在整个阵列中的分布,提高光伏阵列平均输... 详细信息

能源是人类社会和经济发展的基础动力。在诸多可再生能源中,光伏是最具发展前景的可再生能源之一。然而局部阴影对光伏发电系统的稳定与效率带来了巨大挑战。光伏阵列重构可均衡各受遮蔽光伏组件在整个阵列中的分布,提高光伏阵列平均输出功率,有效缓解热斑效应对光伏阵列的影响。为进一步减小损耗、提高输出功率,可对光伏阵列进行重构。动态重构方法快速而灵活,但存在硬件电路复杂、成本高等不足,制约了在实际工程中的应用,故静态重构方法更具有研究意义。本文针对TCT(Total Cross Tied)结构光伏阵列的静态重构方法进行研究,提出了 ICL(Interpolation&Column Loop)静态重构方法,研究内容包括以下几个部分:首先,建立光伏组件数学模型,分析光伏组件输出特性受光辐射照度与温度的影响。通过调节光辐射照度模拟不同局部阴影遮蔽情况,归纳出局部阴影导致多峰效应的原因,为后续局部阴影条件下光伏阵列的重构打下基础。其次,在典型局部阴影条件下,通过对SP(Series&Parallel)、TCT、BL(Bridge-Linked)和HC(Honey Comb)四种结构光伏阵列进行仿真,获得其输出特性,分析不同阵列结构对发电效率的影响,从而确定TCT结构是最适宜在局部阴影条件下进行重构的光伏阵列结构。并且基于现有的Zig-Zag“之”字形和OEC(Odd Even Configuration)奇偶重构方法两种静态重构方法,结合两种方法的优点,提出了新的ICL静态重构方法。最后,通过理论验证、仿真分析和实际实验三个方面对所提ICL静态重构方法进行验证。结果表明本文所提ICL静态重构方法通过改变光伏组件在阵列中的物理位置,提升了TCT结构光伏阵列行与行之间的匹配度,使得重构后光伏阵列的平均输出功率有所提升,并减少其输出特性的峰值个数,证明了 ICL重构算法的优越性与可行性。而且该方法具有原理简单、易于实现、成本较低等优势,可为太阳能光伏电厂建设时的阵列结构和重构方法选择提供很好的参考。

关键词：光伏阵列局部阴影 ICL 静态重构 TCT结构

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基于改进粒子群算法的配电网静态重构

山东电力技术 2015年第2期42卷 18-21页

作者：孙伟王春义牟宏王飞吴观斌国网山东省电力公司济南250001

针对配电网静态重构问题,结合配电网的辐射状特点,提出了适应于配电网静态重构的改进二进制粒子群算法,建立以系统网损最小为目标函数的静态重构模型。提出的算法运用破圈法生成和更新粒子群,提高搜索有效解的效率,在迭代过程中采取重... 详细信息

针对配电网静态重构问题,结合配电网的辐射状特点,提出了适应于配电网静态重构的改进二进制粒子群算法,建立以系统网损最小为目标函数的静态重构模型。提出的算法运用破圈法生成和更新粒子群,提高搜索有效解的效率,在迭代过程中采取重新初始化粒子策略避免算法陷入局部最优解,提高粒子群算法得到全局最优解的概率。应用于33节点标准测试系统,验证了算法的可行性。

关键词：配电网静态重构二进制粒子群算法破圈法局部最优

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配电网静态优化与故障恢复重构策略研究

配电网静态优化与故障恢复重构策略研究

作者：臧天磊西南交通大学

学位级别：硕士

在配电系统中最行之有效的优化控制手段当属配电网络重构,其通过操动开关来转移负荷、改变结构,以优化运行或恢复供电。因此,配电网静态优化重构与故障恢复重构被认为是实现配电网自愈功能的重要途径,其研究与应用具有重要的现实意义。 ... 详细信息

在配电系统中最行之有效的优化控制手段当属配电网络重构,其通过操动开关来转移负荷、改变结构,以优化运行或恢复供电。因此,配电网静态优化重构与故障恢复重构被认为是实现配电网自愈功能的重要途径,其研究与应用具有重要的现实意义。针对配电网重构智能优化算法容易“早熟”收敛的不足,将一种细菌觅食优化算法和粒子群算法相结合的混合智能算法——BF-PSO （Bacterial foraging optimization algorithm with particle swarm optimization strategy）算法应用到配电网重构中。介绍了配电网前推回代潮流计算方法及静态优化重构的数学模型。详细说明了编码方案,适应度函数构造,BF-PSO算法的参数设置、步骤和流程以及编码化简原则。利用Matlab7.10对IEEE33和PG＆E69节点系统进行静态优化重构,重构结果表明：BF-PSO算法的全局和局部搜索能力强,可收敛于静态优化重构的最优解或次优解,种群多样性好。BF-PSO算法在求解精度和收敛性能上的优势验证了其应用于配电网静态优化重构的有效性。启发式搜索方法将专家知识转化为恢复重构规则,在求解故障恢复重构上实时性较好。鉴于此,为快速准确实现配电网故障恢复,研究了基于启发式规则与熵权理论的故障恢复两阶段方法。第1阶段,利用启发式规则搜索初始可行恢复方案,进而生成故障恢复的候选方案集;第2阶段,考虑故障恢复的目标,引入负荷恢复量、负荷转移量、负荷容量裕度、负荷均衡率和开关操作次数5个评价指标,分别计算候选方案的各评价指标,利用熵权理论对方案进行评价,同时引入主客观权重对方案进行综合评价,确定优选和备选恢复方案。对六馈线系统的算例测试验证了故障恢复两阶段方法的有效性。针对故障恢复方案的评价,系统研究了配电网故障恢复多属性决策方法。（1）在依据客观数据评价方面,利用数据包络分析中的C2R模型进行故障恢复方案的评估。依据故障恢复的目标,将开关操作次数、负荷转移量和负荷均衡率作为最小化输入指标,负荷恢复量、负荷容量裕度作为最大化输出指标,将方案评估问题转化为线性规划模型的求解,并依据效率指数K给出故障恢复方案排序。通过对六馈线系统算例的计算,验证了C2R模型可有效地依据各指标的客观信息对恢复方案作出相对有效性评估。（2）在故障恢复的群体决策方面,考虑到配电调度的群决策行为,·根据P erron-Frobenius定理推出故障恢复方案群决策的特征根法,并通过数值幂法求出理想故障恢复决策专家的综合评估值向量X*,即求得相应的故障恢复方案的排序。算例模拟了5位决策专家的主观权重,结合熵权客观赋权法,形成5位专家的决策向量,通过群特征根法求得理想故障恢复决策专家的综合评估值向量,测试结果表明：故障恢复的群决策特征根法可有效整合各专家的恢复决策,得到的群体恢复决策结果与多数专家的个体恢复决策一致。（3）考虑到负荷变化对恢复决策的影响,给出了故障恢复评价指标的区间数表示法。综合利用故障恢复的主、客观信息进行组合赋权,采用层次分析法赋主观权重、区间数熵权法赋客观权重。在此基础上,利用区间数灰色关联决策方法对配电网故障恢复方案进行区间评价。算例测试表明：故障恢复的区间数灰色关联决策方法能有效解决负荷变化情况下的故障恢复方案评估问题。

关键词：配电网静态重构故障恢复智能优化算法多属性决策

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基于静动态混合重构的DG/FV混合格式

力学学报 2010年第6期42卷 1013-1022页

作者：张来平刘伟贺立新邓小刚空气动力学国家重点实验室绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心绵阳621000

通过比较紧致格式和间断Galerkin(DG)格式,提出了"静态重构"和"动态重构"的概念,对有限体积方法和DG有限元方法进行统一的表述.借鉴有限体积的思想,发展了基于"混合重构"技术的一类新的DG格式,称之为间断Galerkin有限元/有限体积混合格... 详细信息

通过比较紧致格式和间断Galerkin(DG)格式,提出了"静态重构"和"动态重构"的概念,对有限体积方法和DG有限元方法进行统一的表述.借鉴有限体积的思想,发展了基于"混合重构"技术的一类新的DG格式,称之为间断Galerkin有限元/有限体积混合格式(DG/FV格式).该类混合格式通过适当地扩展模板(拓展至紧邻单元)重构单元内的高阶多项式分布,在提高精度的同时,减少了传统DG格式的计算量和存储量.通过典型一维和二维标量方程的计算发现新的混合格式在有些情况下具有超收敛(superconvergence)性质.

关键词： DG有限元法有限体积法静态重构动态重构混合格式

考虑网络动态重构的配电系统两阶段灵活性提升优化调度方法

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电网技术 2020年第12期44卷 4644-4653页

作者：武忠山秦超余贻鑫智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072

随着大量可再生分布式电源接入配电系统,其出力多变性和不确定性的本质给配电系统的安全运行带来了严峻挑战。该文考虑网络动态重构的作用,研究提升配电系统灵活性的优化调度方法。首先,指出了净负荷的多变性和不确定性分别增加了系统... 详细信息

随着大量可再生分布式电源接入配电系统,其出力多变性和不确定性的本质给配电系统的安全运行带来了严峻挑战。该文考虑网络动态重构的作用,研究提升配电系统灵活性的优化调度方法。首先,指出了净负荷的多变性和不确定性分别增加了系统的灵活性需求,分析了影响电源端灵活性供给的主要因素和网络动态重构对灵活性提升的作用机理。其次,综合考虑可再生能源的不确定性和可控电源的调节能力限制,将网络动态重构作为灵活性提升手段,以配电系统的综合运行成本为目标,构建了面向系统灵活性提升的两阶段鲁棒优化模型。其中第一阶段确定网络重构方案和灵活调度方案,第二阶段在灵活调度方案的基础上确定调整方案。该文利用列生成算法对该模型进行求解。最后,通过算例验证了文中模型的有效性和合理性。

关键词：静态重构动态重构分布式电源灵活性优化调度

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考虑负荷变化的配电网动态分时段重构

高电压技术 2007年第9期33卷 125-128,158页

作者：余健明王征许苗西安理工大学电气工程系西安710048

针对负荷是动态随时间变化而我国负荷峰谷差大,提出了一种配电网动态分时段重构方法以满足实际要求。该方法将整个时区分成若干个连续的时间间隔,以网损最小为目标函数,分别进行各时间间隔静态重构,得到最优网损曲线以获得各时间间隔开... 详细信息

针对负荷是动态随时间变化而我国负荷峰谷差大,提出了一种配电网动态分时段重构方法以满足实际要求。该方法将整个时区分成若干个连续的时间间隔,以网损最小为目标函数,分别进行各时间间隔静态重构,得到最优网损曲线以获得各时间间隔开关操作引起的网损下降量,再据此客观指导时段长度的划分,并通过分析不同时段数与网损下降量的关系,确定最优时段数,得出整个时区内比较理想的重构时段长度和数目,从而得到比较理想的可行解。最后通过IEEE经典算例的验证,结果表明所提方法的有效性。

关键词：配电网络负荷变化静态重构动态重构时段长度时段数

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基于时间区间的配电网重构

电力系统自动化 2006年第10期30卷 33-38页

作者：刘蔚韩祯祥浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

提出了基于时间区间的静态重构算法和动态重构算法。算法以最优流法为基础,以一段时间内的能量损耗最小为目标函数。首先利用配电网负荷模式的特点对基于时间区间的最优流计算方法进行了改进,然后利用该计算方法求解配电网的静态重构问... 详细信息

提出了基于时间区间的静态重构算法和动态重构算法。算法以最优流法为基础,以一段时间内的能量损耗最小为目标函数。首先利用配电网负荷模式的特点对基于时间区间的最优流计算方法进行了改进,然后利用该计算方法求解配电网的静态重构问题。动态重构中需要考虑开关操作次数的约束,为此,动态重构算法中先利用降损估算公式对开关操作在整个时间区间内的降损效果进行评估和比较,然后提出了合理的启发式规则来确定开关的操作顺序,形成优化方案。69节点配电网的算例结果表明,提出的静态重构和动态重构算法是可行和有效的。

关键词：配电网动态重构静态重构负荷模式时间区间

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FPGA动态可重构技术原理及实现方法分析

电子器件 2004年第2期27卷 277-282页

作者：覃祥菊朱明程张太镒魏忠义西安工程科技学院电子与信息工程系西安710048 深圳大学EDA中心深圳516080

FPGA动态重构技术主要是指对于特定结构的FPGA芯片 ,在一定的控制逻辑的驱动下 ,对芯片的全部或部分逻辑资源实现在系统的高速的功能变换 ,从而实现硬件的时分复用 ,,节省逻辑资源。本文以SRAMFPGA的可重配置特性为基础 ,结合几种新型... 详细信息

FPGA动态重构技术主要是指对于特定结构的FPGA芯片 ,在一定的控制逻辑的驱动下 ,对芯片的全部或部分逻辑资源实现在系统的高速的功能变换 ,从而实现硬件的时分复用 ,,节省逻辑资源。本文以SRAMFPGA的可重配置特性为基础 ,结合几种新型的动态重构FPGA芯片结构 ,分析了FPGA动态重构技术的原理 ,讨论了其实现方法。

关键词： FPGA 静态重构动态重构全局重构局域重构