本文選題：區(qū)間優(yōu)化 + 最小二乘法��； 參考：《沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：光伏發(fā)電是綠色低碳能源,具備顯著的環(huán)保和高效的經(jīng)濟(jì)效益。目前光伏發(fā)電等新能源的發(fā)展是解決霧霾等環(huán)境問題有效的手段之一,根據(jù)世界自然基金會(WWF)研究結(jié)果表明:實現(xiàn)1平方米光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝相當(dāng)于綠化造林100平方米。同時根據(jù)我國不同地區(qū)日均太陽輻照強度,光伏發(fā)電1千瓦可以產(chǎn)生年發(fā)電量1200度電,可以有效減少煤炭使用量約400千克,同時減少二氧化碳排放量約1噸。因此光伏發(fā)電作為優(yōu)質(zhì)的綠色能源,在未來配電網(wǎng)中的高滲透趨勢會日漸明顯,未來光伏發(fā)電系統(tǒng)在主動配電網(wǎng)的工作模式將實現(xiàn)向常規(guī)發(fā)電能源的轉(zhuǎn)變。針對光伏發(fā)電系統(tǒng)的隨機波動性,采取集中式光伏電站出力區(qū)間預(yù)測和分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)區(qū)間優(yōu)化相結(jié)合,實現(xiàn)分布式光伏接入的配電系統(tǒng)運行優(yōu)化,建立光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的區(qū)間預(yù)測模型與光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的區(qū)間優(yōu)化模型。論文主要研究光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)中的兩個主要問題:光伏發(fā)電功率的短期區(qū)間預(yù)測:基于統(tǒng)計學(xué)理論實現(xiàn)光伏發(fā)電的隨機波動特性分析,將線性回歸分析和加權(quán)馬爾可夫鏈相結(jié)合,完成光伏發(fā)電功率的區(qū)間預(yù)測,實現(xiàn)光伏發(fā)電的區(qū)間可調(diào)節(jié)性并網(wǎng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的確定性優(yōu)化和區(qū)間優(yōu)化:基于配電網(wǎng)降損效果理想的"2/3原則"實現(xiàn)分布式光伏接入配電系統(tǒng)的確定性優(yōu)化,提出有功功率匹配調(diào)節(jié)的并網(wǎng)理論,基于有功功率并網(wǎng)約束調(diào)節(jié),實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的區(qū)間優(yōu)化非線性建模。傳統(tǒng)配電網(wǎng)與新能源發(fā)電系統(tǒng)的有機結(jié)合是目前配電網(wǎng)規(guī)劃的主流趨勢,采用匹配合理的功率調(diào)節(jié)實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)運行,將光伏功率預(yù)測可調(diào)節(jié)性能與約束并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)相結(jié)合。論文提出基于光伏發(fā)電系統(tǒng)的隨機波動特性的短期區(qū)間預(yù)測建模,實現(xiàn)分布式光伏接入配電系統(tǒng)后調(diào)節(jié)并網(wǎng)的區(qū)間優(yōu)化分析。主要的研究內(nèi)容及成果如下:(1)光伏電站出力的隨機波動特性分析:采用基本統(tǒng)計學(xué)理論,對光伏電站的出力隨機波動特性進(jìn)行描述性統(tǒng)計分析,針對其隨機特性分布曲線與其正態(tài)分布性檢驗,描述光伏電站出力的隨機特性分布趨勢;實現(xiàn)對光伏出力特性有影響的外界因素(如環(huán)境溫度、輻照強度、風(fēng)向等)進(jìn)行單因素方差分析,提出影響因素對光伏出力的隨機波動性的顯著性分析;再利用其篩選的影響因素作為自變量,光伏電站出力作為因變量,建立多重線性回歸模型,實現(xiàn)光伏電站出力與諸多影響因素間的線性回歸分析建模,實現(xiàn)光伏電站出力的線性預(yù)測,提供光伏電站出力隨機波動特性的變化趨勢。(2)利用最小二乘法(Least Squares Method)和加權(quán)馬爾可夫鏈(Weighted Markov Chain)相結(jié)合的方法實現(xiàn)光伏電站輸出功率的短期區(qū)間預(yù)測:采用最小二乘法的直線擬合曲線取代傳統(tǒng)K均值有序聚類的分類方法,實現(xiàn)光伏電站日出力與太陽輻照度的線性擬合關(guān)系,以該線性擬合曲線為對稱中心進(jìn)行平行分區(qū),完成光伏電站日出力的狀態(tài)分類;利用對不同延遲時間段光伏電站日出力進(jìn)行自相關(guān)系數(shù)描述和權(quán)重分析,完成各段不同步長(延遲時間)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣的計算,建立加權(quán)馬爾可夫鏈的預(yù)測模型,按照各段不同步長的自相關(guān)系數(shù)加權(quán)求和"概率最大"為原則,確定預(yù)測區(qū)間的狀態(tài),從而實現(xiàn)光伏電站日出力狀態(tài)的短期預(yù)測區(qū)間范圍的確定。(3)基于有功功率調(diào)節(jié)實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的確定性優(yōu)化:參考配電網(wǎng)降損效果理想的"2/3原則"配置光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的初始配置點,以配電網(wǎng)有功損耗最小為優(yōu)化目標(biāo),實現(xiàn)光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的定址和定容的優(yōu)化配置,為新能源在傳統(tǒng)配電網(wǎng)中的"主動"并網(wǎng)提供理論依據(jù);基于牛頓拉夫遜(Newton-Raphsonmethod)潮流計算,獲取光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行的靜態(tài)分析數(shù)據(jù),由雅可比(Jacobian)矩陣計算獲得光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的節(jié)點電壓-功率的靈敏度矩陣,基于其穩(wěn)態(tài)運行的約束條件,即系統(tǒng)節(jié)點均滿足極限并網(wǎng)條件,實現(xiàn)光伏注入節(jié)點有功功率匹配調(diào)節(jié),實現(xiàn)分布式光伏接入的系統(tǒng)并網(wǎng)確定性優(yōu)化。(4)提出分布式光伏接入配電系統(tǒng)的并網(wǎng)運行區(qū)間優(yōu)化(interval optimization,1O)方法,實現(xiàn)以光伏發(fā)電并網(wǎng)節(jié)點電源容量為目標(biāo)函數(shù),配電網(wǎng)支路功率特性為約束條件,建立光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)區(qū)間優(yōu)化的非線性模型,綜合考慮接入電力系統(tǒng)的光伏出力和并網(wǎng)節(jié)點電壓的區(qū)間不確定性,實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的區(qū)間優(yōu)化配置方案,滿足魯棒性的最優(yōu)解,IEEE33節(jié)點配電系統(tǒng)計算驗證,末端節(jié)點電壓提升3.3%～11.8%;系統(tǒng)有功損耗降低63.8%～66.8%,首端功率優(yōu)化目標(biāo)[30.446,354.59],實現(xiàn)首端有功功率最大調(diào)峰354.59KW,該方法具備高精度求解和快速收斂的特點。(5)設(shè)計光伏并網(wǎng)優(yōu)化系統(tǒng)可視化仿真平臺,驗證分布式光伏接入的配電系統(tǒng)優(yōu)化方案,虛擬分布式光伏接入配電系統(tǒng)的調(diào)控和顯示:①根據(jù)輸入電力系統(tǒng)的已知參數(shù)信息,自動生成虛擬配電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,顯示系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行的潮流分布,包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點電壓和饋線支路功率信息;②根據(jù)系統(tǒng)初始運行狀態(tài),實現(xiàn)分叉饋線支路的動態(tài)尋址,確定光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的合理位置和容量;動態(tài)演示單節(jié)點光伏注入的動態(tài)尋址功能。③根據(jù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電系統(tǒng)的不同情況,系統(tǒng)自動繪制運行曲線界面,呈現(xiàn)節(jié)點電壓和功率的變化趨勢,基于系統(tǒng)節(jié)點電壓的約束條件,實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)注入有功功率的容量調(diào)節(jié)。
[Abstract]:Photovoltaic power generation system is one of the most effective ways to solve the problem of fog and smog . Based on the analysis of stochastic volatility characteristics of photovoltaic power generation system , the paper presents the stochastic volatility characteristic analysis of photovoltaic power generation system . (2)鍒╃敤鏈，

本文編號：1758237