《光伏發電功率隨機波動特性的時間尺度下推方法研究》是依託華中科技大學，由蔡濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：光伏發電功率隨機波動特性的時間尺度下推方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔡濤
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
間歇性光伏電源高滲透率接入情況下，迫切需要精細評價和準確預估發電功率在不同時間尺度下的波動特性，以便能採取相應的技術措施平抑或補償波動功率，為此，本項目將摒棄以往單時間尺度分析方法，在統一的多時間尺度理論框架下對光伏發電功率的波動特徵進行研究。在提出適合描述光伏功率波動特性的評價指標基礎上，通過對光伏發電系統的數值仿真以及對光伏陣列陰影效應的物理試驗，分析各時間尺度上光伏功率波動和外界因子擾動的自相關性和互相關性，以及二者之間跨時間尺度相關性，從而揭示巨觀時間尺度外界擾動與細觀時間尺度功率波動之間的耦合及傳遞規律，並最終給出能定量描述二者相關性的數學模型。若本研究獲得重大進展，可通過對巨觀時間尺度的外界擾動及系統狀態進行觀測或預報，實現向下推繹或預估細觀時間尺度的光伏功率波動特性，為電力系統平抑光伏發電功率波動提供指導性的依據。
結題摘要
大規模併網光伏發電系統逐漸投入電網運行。雖然光伏發電輸出功率巨觀上呈現規律性和周期性，而在細觀時間尺度上具有極大的間歇性及隨機性，當現有電網大規模接入這些可調控性差的電源時，將會給電網安全穩定帶來隱患。因此，建立光伏發電系統輸出功率的波動特性模型，提前規劃並採取合適的技術措施平抑或補償光伏功率波動進而改善其電能質量，是現階段提高電網對光伏接納能力最為迫切的研究工作。據此，本項目開展了如下研究： （1）. 建立了完整的併網光伏電站發電過程計算和仿真模型，編制了Matlab算法軟體庫，算法模型涵蓋了晴天地面斜面總輻射計算、光伏組件工作溫度估計、任意工作條件下光伏組件（陣列）I-V特性及最大功率計算、光伏逆變器靜態效率擬合及MPPT動態效率分析等。 （2）. 利用常規光伏電站長期運行觀測歷史數據，對小時、日及季節尺度下的功率波動及變化趨勢進行了分析，得出了各時間尺度下影響光伏發電功率的氣象因子及其顯著程度。建立了高時間解析度的光伏發電及氣象要素觀測試驗平台，分析了小時以下時間尺度的光伏發電功率波動特性。 （3）. 建立了光伏電站全天空成像觀測平台，提出了天空雲層識別及區域分割方法，在此基礎上發現了雲量數據時間序列與光伏發電功率波動之間的強相關性，繼而建立起短時間尺度下光伏功率波動與長時間尺度氣象要素變化之間的關係。 通過本項目的研究，揭示了氣象因子和環境要素與光伏發電功率之間的多時間尺度相關性，從而使從粗時間尺度觀測數據推繹細時間尺度的光伏功率波動特性成為可能。
