电力系统接纳光伏发电能力计算方法研究

发布时间：2019-11-09 22:08

【摘要】：能源是人类生存和发展的重要物质基础,随着化石类能源的不断减少,能源危机将严重制约人类经济社会的发展。太阳能作为一种可再生能源,清洁无污染,逐渐引起了全世界的重视。由于光伏发电的随机性、波动性,大规模光伏发电并网后将对电力系统的安全稳定运行带来挑战。同时,我国丰富的光照资源多分布在西北部地区,该地区网架结构薄弱、负荷水平较低,需要远距离高压输送,光伏发电对系统的影响将更为严重。本文分别从长期规划和短期运行的角度,研究电力系统接纳光伏发电的能力。主要研究内容为： 对光伏发电系统外特性进行建模,分析不同时间尺度下的光伏发电出力特性,得出春秋季光伏发电出力最大,夏季次之,冬季最小,多云天气光伏发电出力波动大,5min级光伏发电出力变化呈正态分布,同时其容量置信度很低。在分析光伏发电对电网影响的基础上,提出一些改善电网接纳光伏发电能力的措施。 从长期规划的角度,研究了光伏发电对系统调峰的影响,提出了调峰能力约束下的电网接纳光伏发电能力计算方法,并考虑联络线输电功率,以某省电网进行了实例分析,得出2015年和2020年电网接纳光伏发电能力。 从短期运行的角度,提出了一种考虑静态电压稳定性的电网接纳光伏发电能力计算方法。该模型应用机会约束规划理论,能较方便地考虑光伏出力以及负荷随机性,首次在光伏发电中引入静态电压稳定性。开发了基于随机模拟技术的粒子群算法程序,在IEEE30节点系统中进行验证分析,结果表明计算代价小、准确性高。定量分析了光伏电站并网节点的选择、电网指标合格率、静态电压稳定等因素对光伏电站极限容量的影响,结果表明在计算光伏电站极限容量时考虑并网节点非常重要,其影响最大；考虑光伏出力随机性、电网指标合格率以及静态电压稳定性也比较重要。
【图文】：

到2012年底，全球光伏发电累积装机容量为1.02亿千瓦，2012年相比2011年光伏发电装机容量增长44%。全球光伏发电累积装机容量见图1-1。除德国外，中国、美国和日本光伏发电市场也迅速扩大。中国已超过美国，在总装机容量上跃居世界第三位。预计今后全球光伏发电市场将以年均3000万千瓦左右的速度持续快速增长。在政府的鼓励措施下，2012年中国新增光伏装机容量超2011年一倍，达500万千瓦，净增长容量仅次于美国，居全球第二位。2012年光伏装机容量美国增长80%,日本增长50%。在长期引领光伏发电市场增长的欧洲，由于政府鼓励措施的取消，新增装机容量下降20%。1

光伏电池本身电阻、表面接触电阻以及漏电流，会对光伏电池造成附加损耗。其物理特性等效电路[33]如图2-4，//，/,为电池光生电流，取决于太阳福射和电池受光面积，/d为电池内部二极管流过的电流，即光伏电池PN结所产生的电流，i?,/,为电池内部旁路电阻，即电阻损耗，为电池内部串联电阻，即为漏电流所产生的损耗。故光伏电池的物理特性可用公式(2-1)到(2-4)表示。Rs / 1——VW ,〉A IIpP %，

本文编号：2558692