【摘要】：能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),隨著化石類能源的不斷減少,能源危機(jī)將嚴(yán)重制約人類經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。太陽能作為一種可再生能源,清潔無污染,逐漸引起了全世界的重視。由于光伏發(fā)電的隨機(jī)性、波動性,大規(guī)模光伏發(fā)電并網(wǎng)后將對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。同時,我國豐富的光照資源多分布在西北部地區(qū),該地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱、負(fù)荷水平較低,需要遠(yuǎn)距離高壓輸送,光伏發(fā)電對系統(tǒng)的影響將更為嚴(yán)重。本文分別從長期規(guī)劃和短期運(yùn)行的角度,研究電力系統(tǒng)接納光伏發(fā)電的能力。主要研究內(nèi)容為： 對光伏發(fā)電系統(tǒng)外特性進(jìn)行建模,分析不同時間尺度下的光伏發(fā)電出力特性,得出春秋季光伏發(fā)電出力最大,夏季次之,冬季最小,多云天氣光伏發(fā)電出力波動大,5min級光伏發(fā)電出力變化呈正態(tài)分布,同時其容量置信度很低。在分析光伏發(fā)電對電網(wǎng)影響的基礎(chǔ)上,提出一些改善電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力的措施。 從長期規(guī)劃的角度,研究了光伏發(fā)電對系統(tǒng)調(diào)峰的影響,提出了調(diào)峰能力約束下的電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力計(jì)算方法,并考慮聯(lián)絡(luò)線輸電功率,以某省電網(wǎng)進(jìn)行了實(shí)例分析,得出2015年和2020年電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力。 從短期運(yùn)行的角度,提出了一種考慮靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力計(jì)算方法。該模型應(yīng)用機(jī)會約束規(guī)劃理論,能較方便地考慮光伏出力以及負(fù)荷隨機(jī)性,首次在光伏發(fā)電中引入靜態(tài)電壓穩(wěn)定性。開發(fā)了基于隨機(jī)模擬技術(shù)的粒子群算法程序,在IEEE30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行驗(yàn)證分析,結(jié)果表明計(jì)算代價(jià)小、準(zhǔn)確性高。定量分析了光伏電站并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的選擇、電網(wǎng)指標(biāo)合格率、靜態(tài)電壓穩(wěn)定等因素對光伏電站極限容量的影響,結(jié)果表明在計(jì)算光伏電站極限容量時考慮并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)非常重要,其影響最大；考慮光伏出力隨機(jī)性、電網(wǎng)指標(biāo)合格率以及靜態(tài)電壓穩(wěn)定性也比較重要。
【圖文】：

到2012年底，全球光伏發(fā)電累積裝機(jī)容量為1.02億千瓦，2012年相比2011年光伏發(fā)電裝機(jī)容量增長44%。全球光伏發(fā)電累積裝機(jī)容量見圖1-1。除德國外，中國、美國和日本光伏發(fā)電市場也迅速擴(kuò)大。中國已超過美國，在總裝機(jī)容量上躍居世界第三位。預(yù)計(jì)今后全球光伏發(fā)電市場將以年均3000萬千瓦左右的速度持續(xù)快速增長。在政府的鼓勵措施下，2012年中國新增光伏裝機(jī)容量超2011年一倍，達(dá)500萬千瓦，凈增長容量僅次于美國，居全球第二位。2012年光伏裝機(jī)容量美國增長80%,日本增長50%。在長期引領(lǐng)光伏發(fā)電市場增長的歐洲，由于政府鼓勵措施的取消，新增裝機(jī)容量下降20%。1

光伏電池本身電阻、表面接觸電阻以及漏電流，會對光伏電池造成附加損耗。其物理特性等效電路[33]如圖2-4，//，/,為電池光生電流，取決于太陽福射和電池受光面積，/d為電池內(nèi)部二極管流過的電流，即光伏電池PN結(jié)所產(chǎn)生的電流，i?,/,為電池內(nèi)部旁路電阻，即電阻損耗，為電池內(nèi)部串聯(lián)電阻，即為漏電流所產(chǎn)生的損耗。故光伏電池的物理特性可用公式(2-1)到(2-4)表示。Rs / 1——VW ,〉A(chǔ) IIpP %，

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