光伏发电综述

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《2024年光伏发电系统功率预测方法研究综述》范文

《2024年光伏发电系统功率预测方法研究综述》范文

《光伏发电系统功率预测方法研究综述》篇一一、引言随着环境保护和可持续发展的需求日益增强,光伏发电系统作为一种清洁、可再生的能源形式,已经得到了广泛的应用和关注。

准确地进行光伏发电系统功率预测,对提升系统运行效率、保障电力供应稳定以及降低运营成本等方面具有极其重要的意义。

本文将对光伏发电系统功率预测方法进行全面研究综述。

二、光伏发电系统功率预测的研究背景与意义光伏发电系统功率预测是利用历史数据、环境因素等,通过特定的算法模型对未来一段时间内光伏发电系统的输出功率进行预测。

其研究背景主要源于对可再生能源的依赖性增强以及对电力供应稳定性的需求。

其意义在于提高光伏发电系统的运行效率,优化电力调度,降低运营成本,同时也有助于提高电力系统的稳定性,减少因电力供需不平衡导致的能源浪费。

三、光伏发电系统功率预测的主要方法目前,光伏发电系统功率预测的主要方法包括基于物理模型的方法、基于统计学习的方法和基于人工智能的方法。

1. 基于物理模型的方法:通过建立光伏电池板的物理模型,分析光照、温度等环境因素对光伏发电系统的影响,进行功率预测。

这种方法精度较高,但计算复杂,对模型参数的准确性要求较高。

2. 基于统计学习的方法:利用历史数据和气象数据,通过回归分析、时间序列分析等方法进行功率预测。

这种方法计算简单,但需要大量的历史数据支持。

3. 基于人工智能的方法:利用神经网络、支持向量机等人工智能技术进行功率预测。

这种方法可以处理非线性、时变性的问题,具有较高的预测精度和泛化能力。

四、各种功率预测方法的优缺点及适用场景1. 基于物理模型的方法:优点在于可以较为准确地反映光伏电池板的实际工作状态,但计算复杂,对模型参数的准确性要求高,适用于对精度要求较高的场景。

2. 基于统计学习的方法:优点在于计算简单,需要的数据量相对较小,但需要大量的历史数据支持,适用于数据资源丰富的场景。

3. 基于人工智能的方法:优点在于可以处理非线性、时变性的问题,具有较高的预测精度和泛化能力,适用于复杂多变的场景。

《2024年光伏发电系统功率预测方法研究综述》范文

《2024年光伏发电系统功率预测方法研究综述》范文

《光伏发电系统功率预测方法研究综述》篇一一、引言随着社会经济的持续发展和人们对绿色能源需求的不断增长,光伏发电技术日益成为重要的可再生能源之一。

光伏发电系统的功率预测作为其关键技术之一,对于提高光伏发电的利用率、优化能源调度和降低运营成本具有重要意义。

本文旨在全面综述光伏发电系统功率预测方法的研究现状,分析各种方法的优缺点,为进一步的研究和应用提供参考。

二、光伏发电系统功率预测方法概述光伏发电系统功率预测方法主要分为两大类:基于物理模型的方法和基于数据驱动的方法。

1. 基于物理模型的方法基于物理模型的方法主要依据气象、光照等自然因素对光伏发电系统的影响进行建模,通过模型预测未来时刻的光照强度、温度等参数,进而预测光伏系统的功率输出。

这类方法通常需要精确的气象数据和复杂的物理模型,因此计算量较大,但预测精度相对较高。

2. 基于数据驱动的方法基于数据驱动的方法主要利用历史数据和机器学习算法进行功率预测。

这类方法不需要建立复杂的物理模型,而是通过分析历史数据中的规律和趋势,建立输入与输出之间的映射关系,实现对未来时刻功率的预测。

常用的数据驱动方法包括人工神经网络、支持向量机、时间序列分析等。

三、光伏发电系统功率预测方法研究进展1. 基于物理模型的功率预测方法研究进展近年来,研究者们针对光伏系统的物理特性,提出了许多改进的物理模型。

例如,考虑了光照强度、温度、风速等多个因素的综合影响,提高了模型的预测精度。

此外,还有一些研究者将物理模型与数据驱动方法相结合,进一步提高预测性能。

2. 基于数据驱动的功率预测方法研究进展随着机器学习技术的发展,越来越多的研究者将机器学习算法应用于光伏功率预测。

例如,利用深度学习算法建立深度神经网络模型,通过对历史数据的训练和学习,实现对未来时刻功率的准确预测。

此外,还有一些研究者将不同的机器学习算法进行集成,以提高预测性能。

四、各种方法的优缺点分析1. 基于物理模型的优点在于其具有明确的物理意义和较高的预测精度,但需要精确的气象数据和复杂的物理模型,计算量较大。

国内外光伏发电研究现状综述

国内外光伏发电研究现状综述

国内外光伏发电研究现状综述
光伏发电是以太阳能为载体,使用半导体物质将太阳能转换成电
能的一种可再生能源技术。

目前,国内光伏发电技术发展正以蓬勃的
势头在世界上攻坚,其发展、应用遍及世界各地,在很大程度上改变
了和改善了人们的生活。

国内的光伏发电技术已经取得了长足的进步,光伏电池的开发从
单晶硅到多晶硅、到半导体材料的研究制备、到器件的结构优化、到
聚光器组合、到系统安装施工,都取得了重大进展。

目前,国内光伏
发电技术的水平已经达到了国际先进水平,在许多方面,甚至超越了
国际水平,特别是在高效节能、低噪音、环境友好等方面发挥着重要
作用。

国外光伏发电技术也有了夸张的进步,主要体现在太阳能收集效率、电池的有效转换率和产电效果等方面。

为此,国外的企业和机构
正在继续开展技术研究,探索出更好的光伏发电技术。

而且,为了应
对气候变化而采取有效措施,许多国外国家已经出台了资助政策,大
力推广可再生能源,特别是光伏发电技术,以及提高光伏发电的建设
效率和产业竞争力。

总的来说,国内外的光伏发电技术都有了较大的发展,越来越多
的人们正在关注和研究这项技术,从而实现高效、低碳、廉价的目标。

大规模光伏发电对电力系统影响综述

大规模光伏发电对电力系统影响综述

大规模光伏发电对电力系统影响综述大规模光伏发电对供电可靠性产生了影响。

由于光伏发电受到日照和天气等因素的限制,其输出功率会有较大的波动。

这会带来供电不稳定性,特别是在天气突变或日照不足的情况下。

为了解决这一问题,可以采用储能技术来平衡光伏发电的波动性,提高供电可靠性。

大规模光伏发电对电压稳定性也有影响。

光伏发电系统接入电网后,会给电网带来额外的功率注入,导致电压升高。

这对电网的稳定性造成一定的威胁。

为了保持电网的电压稳定,可以采用电压调节器等装置进行调节。

大规模光伏发电对电力质量也有一定影响。

由于光伏发电系统的输出功率受到天气等因素的影响,其电压和频率都可能产生波动,从而影响电力质量。

若光伏发电系统的电压和频率波动较大,会导致电力质量下降,对用电设备产生不利影响。

需要采取相应措施来减小光伏发电系统的电压和频率波动,保持良好的电力质量。

大规模光伏发电对电力市场也产生了一定的影响。

光伏发电具有较低的边际成本,一旦光伏发电的规模扩大,将对传统发电方式造成不小的冲击。

这可能引发电力市场的调整和变革,推动清洁能源的发展。

大规模光伏发电对输电网络也有影响。

光伏发电通常分布在较为分散的地区,需要通过输电网络将电能输送到用户端。

传统的输电网络可能无法满足大规模光伏发电的需求,需要进行一定的升级和改造,以适应清洁能源的接入。

大规模光伏发电对电力系统产生了多方面的影响,包括供电可靠性、电压稳定性、电力质量、电力市场和输电网络等方面。

为了更好地应对这些影响,需要采取相应的技术和管理措施,促进光伏发电的健康发展,实现清洁能源的可持续利用。

分布式光伏发电的特性分析与预测方法综述

分布式光伏发电的特性分析与预测方法综述

分布式光伏发电的特性分析与预测方法综述一、分布式光伏发电系统的特性分析1. 光伏发电系统的工作原理光伏发电系统把光能直接转换为电能,是一种直接利用太阳能的发电方式。

光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、电池组、电网连接及监控系统等组成。

光伏组件是发电系统的核心部分,它通过光电效应将光能转换成电能。

逆变器则是将光伏组件产生的直流电转换成交流电供电网络使用。

(1)分布广泛:分布式光伏发电系统可以建设在城市的屋顶、田间地头、工业区、农村等多个地方,可以充分利用各种空闲资源,具有分布广泛的特点。

(2)建设周期短:相比起大型集中式发电厂,分布式光伏发电系统的建设周期短,可以更快速地投入使用,为当地提供清洁能源。

(3)对配套设施要求低:分布式光伏发电系统对配套设施的要求较低,无需传输输电线路,无需燃料,降低了设备的投资成本。

(4)扩建维护灵活:分布式光伏发电系统可以根据需求进行适当扩建,维护灵活,并且对电网冲击较小,能够有效应对电力需求的不断增长。

分布式光伏发电系统由于受到天气、季节等因素的影响,其发电量具有一定的波动性。

其典型特点在于日内和日周循环波动,以及季节循环波动。

这种波动性可能给发电计划和电网调度带来一定的困难,因此需要对分布式光伏发电系统的发电量进行准确预测。

1. 传统的时间序列分析方法传统的时间序列分析方法是一种常见的用于预测分布式光伏发电系统的发电量的方法。

该方法基于历史数据,通过建立数学模型对未来的发电量进行预测。

常用的模型包括ARIMA模型、指数平滑模型、灰色模型等。

该方法简单易行,不需要大量的计算资源,但对于某些非线性、非稳定的时间序列数据,预测效果可能不甚理想。

2. 人工神经网络方法人工神经网络是一种模仿人脑神经网络结构和功能的数学模型,可以通过大量的历史数据对未来的发电量进行预测。

人工神经网络方法可以处理非线性、高维度、非稳定等问题,具有很强的适应性和泛化能力。

人工神经网络方法需要大量的数据训练和参数调整,计算复杂度比较高。

太阳能光伏发电技术应用综述

太阳能光伏发电技术应用综述

河南科技2012.10上能源是社会和经济发展以及科技创新的重要物质保障,开发利用可再生能源是解决能源危机的主要途径,太阳能光伏发电是一种最具有可持续发展的最理想的特殊性能优越的可再生能源发电技术,太阳能光伏发电设备产业,是人类社会发展与科技创新的重大项目工程,是世界发展速度最快的产业之一。

为实现能源和环境可持续发展,世界各国均将太阳能光伏发电作为可再生能源发展的重点,我国也将太阳能光伏发电列入新能源发展计划之中。

本文,笔者介绍了太阳能光伏发电的优点和我国的发展现状,对太阳能光伏发电进行了技术经济分析,并对太阳能光伏发电产品推广应用提出了建议。

一、太阳能光伏发电的优点太阳能光伏发电的能量资源是来自太阳能,太阳能量资源有取之不尽,用之不竭的巨型可再生能源。

据测验统计,太阳能照射到地球上的能量资源,要比目前人类消耗总能量大6000倍,太阳能在地球上分布很广,只要有光照的场所和地理位置适合的地区,就可使用太阳能发电系统来发电。

现在的光伏发电设备非常便利,即装即发电,不用任何类型的变压器,只要符合机电电压产品,就可直接使用。

太阳能发电装置,不论是平原,山区高原以及广阔的大海和太空都可使它来发电,目前人类所有的建筑物:包括楼房、馆所、房墙、房项、窗户以及走廊休闲空间等都可利用起来,使用太阳能光伏发电设备发电来取得电力资源,以解决供电不足的问题。

光伏发电全过程是利用太阳的光辐射能通过光电池作用直接转换为电能,因此光伏发电是一种最具有可持续发展的,最具特殊性能的可再生能源的发电技术。

太阳能光伏发电,能量转换过程简单,它是直接将光能转换为电能,没有中间环节(如热能转换为机械能,再由机械能推动磁电机组运转作用产生电能的机械旋转作用),所以光伏发电不但无噪音,而且又无能耗无有毒污染气体排放、无水源冷却系统与设备,节省了资金投入。

目前人类使用的电力资源恰恰相反,它的换取模式主要以燃煤、燃气、燃油等,一次性燃烧物质在燃烧过程中,把热能转换成机械能,再由机械能推动发电机组运转的作用中获得到了电能。

太阳能发电技术综述

太阳能发电技术综述

太阳能发电技术综述太阳能作为一种可再生能源,具有很高的发展潜力和广阔的应用前景。

在当前推动绿色能源发展的背景下,太阳能发电技术成为了人们关注的焦点。

本文将综述太阳能发电技术的各个方面,包括光伏发电技术、太阳能热发电技术以及太阳能光热联合发电技术。

一、光伏发电技术光伏发电技术是利用太阳能电池将太阳能转化为电能的一种技术。

太阳能电池是将光能直接转化为电能的器件,常见的太阳能电池有晶体硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。

光伏发电技术具有环保、可再生、分布式发电等优势,不受地域限制,可以应用于各个领域,如建筑物屋顶、太阳能电站等。

目前,光伏发电技术已经得到了广泛应用,市场规模不断扩大。

二、太阳能热发电技术太阳能热发电技术是利用太阳能将光能转化为热能,再通过热能转化为电能的一种技术。

太阳能热发电技术包括槽式集热器系统、太阳能塔式集热器系统等。

槽式集热器系统通过镜面将太阳光聚焦在一个集热管上,使管内的工质受热,产生高温和高压蒸汽,再通过涡轮机发电。

太阳能塔式集热器系统通过高塔将太阳光聚焦在接收器上,接收器受热后产生高温流体,通过换热器转化为蒸汽,再通过涡轮机发电。

太阳能热发电技术具有高效、稳定的特点,可以实现大规模发电。

三、太阳能光热联合发电技术太阳能光热联合发电技术是将光伏发电技术和太阳能热发电技术结合起来的一种发电方式。

通过太阳能光热联合发电系统,可以使得光伏电池在发电过程中产生的热量通过集热器回收利用,提高能量利用效率。

太阳能光热联合发电技术可以兼具光伏发电技术和太阳能热发电技术的优势,既可以转化光能为电能,又可以利用余热发电,提高整体发电效率。

总结太阳能发电技术作为一种清洁、可再生的能源技术,在解决能源和环境问题上具有重要意义。

光伏发电技术、太阳能热发电技术以及太阳能光热联合发电技术是目前主流的太阳能发电技术。

随着技术的不断进步和成本的降低,太阳能发电技术的应用将越来越广泛,对推动绿色能源发展和实现可持续发展目标具有重要意义。

《2024年光伏发电功率预测方法研究综述》范文

《2024年光伏发电功率预测方法研究综述》范文

《光伏发电功率预测方法研究综述》篇一一、引言随着环境问题日益严峻,清洁可再生能源的发展受到了世界范围内的广泛关注。

光伏发电作为清洁能源的重要一环,在全球范围内的装机容量持续增加。

然而,光伏发电受气候条件、季节变化等外部因素影响,其输出功率的波动性给电网稳定运行带来挑战。

因此,准确预测光伏发电功率成为了迫切需要解决的问题。

本文旨在综述光伏发电功率预测方法的研究现状、存在的问题及发展趋势。

二、光伏发电功率预测方法概述光伏发电功率预测方法主要分为两大类:物理模型法和数据驱动法。

1. 物理模型法物理模型法主要是基于气象、光照等物理因素,建立光伏发电系统的物理模型进行预测。

这种方法考虑了影响光伏发电的各种因素,包括光照强度、温度、风速等。

通过对这些因素的测量和预测,结合物理模型进行计算,从而得出光伏发电功率的预测值。

物理模型法的优点是准确性较高,但需要大量的气象数据和复杂的计算过程。

2. 数据驱动法数据驱动法主要是利用历史数据、统计方法等手段进行预测。

该方法无需建立复杂的物理模型,而是通过对历史数据的分析和学习,发现数据间的规律和趋势,从而对未来的光伏发电功率进行预测。

数据驱动法包括时间序列分析、机器学习等方法。

其中,机器学习方法在光伏发电功率预测中得到了广泛应用,如支持向量机、神经网络等。

三、光伏发电功率预测方法的研究现状目前,国内外学者在光伏发电功率预测方面进行了大量研究。

在物理模型法方面,研究人员不断改进模型结构,提高模型的准确性和稳定性。

同时,越来越多的学者开始关注数据驱动法在光伏发电功率预测中的应用。

其中,机器学习方法在光伏发电功率预测中表现出了良好的性能。

此外,随着深度学习技术的发展,深度学习模型如卷积神经网络、循环神经网络等也被广泛应用于光伏发电功率预测中。

四、存在的问题及挑战尽管光伏发电功率预测方法取得了一定的研究成果,但仍存在一些问题和挑战。

首先,现有的预测方法在面对复杂的气候条件和季节变化时,其准确性有待进一步提高。

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光伏发电综述摘要:人类对能源安全的担忧和环境恶化的焦虑,使得充分利用可再生能源已经成为全球共识。

以半导体光生伏打效应为基础的光伏发电技术,能满足人类的需要。

太阳能光伏发电作为一种即清洁又环保的绿色能源,是急需的能源补充,又是未来能源结构的基础。

本文介绍了太阳能光伏发电的原理、光伏发电系统的运行方式及大规模光伏发电对电力系统影响。

关键词:光伏发电;光伏系统;电力系统;综述Summarization of PV GenerationHONG Jia-rongCollege of energy resources, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, ChinaAbstract:The human concern for energy security and environmental deterioration, anxiety, makes full use of renewable energy has become a global consensus. Photovoltaic power generation technology to the photovoltaic effect as the foundation, can satisfy human needs. Solar photovoltaic power generation as a clean and environmentally friendly green energy, is in urgent need of energy supplement, is the basis of energy structure of the future. This paper introduces the influence of operation mode and principle, photovoltaic system of solar photovoltaic power generation and generation of large-scale photovoltaic power system.Key words: Photovoltaic power generation; Photovoltaic system; Power system; Review人类对化石能源枯竭、能源安全和环境恶化的担忧导致对清洁、可再生能源的需求增大,许多国家已经做出大规模开发利用太阳能发电、风力发电的决策和规划,一个以新能源发电为标志的电力系统新时代正在到来。

研究和实践表明,太阳能是资源最丰富的可再生能源,它分布广泛,可再生,不污染环境,是国际公认的理想替代能源。

在长期能源战略中,太阳能光伏发电将成为人类社会未来能源的基石,世界能源舞台的主角。

它在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。

现在世界上许多国家都加大了对太阳能光伏发电技术的研究,并制定了相关的政策鼓励太阳能产业的发展。

近几年,世界太阳能电池组件的年平均增长率为33 %,光伏产业已成为当今发展最迅速的高新技术产业之一。

1 全球的能源局势据国际能源权威年鉴《BP世界能源统计2005》6月发布的数据显示,2004年世界一次能源消耗量为1 . 02×1010t石油当量。

到2005年底,世界石油可采量为45年,天然气可采量为61年,煤炭可采量为230年。

图1为我国与世界主要常规能源储量预测图。

从图1可以看出,全球常规能源可开采量已屈指可数。

中国的常规能源远远低于世界平均水平,约为世界总储量的10%。

从长远来看,太阳能将是未来人类主要的能源来源,可以无限期使用,因此世界上许多发达国家和部分发展中国家都十分重视太阳能在未来能源供应中的重要作用。

太阳能光伏发电与传统发电方式相比具有下列优点:(1)数量巨大。

每年到达地球表面的太阳辐射能约为1 . 8×1014t标准煤,即约为目前全世界所消费的各种能量总和的1 × 104倍。

(2)清洁干净。

太阳能安全卫生,对环境无污染,不损害生态环境,是当之无愧的“清洁能源”。

(3)获取方便。

太阳能分布广泛,既不需开采和挖掘,又不用运输,对解决边远山区以及交通不便的乡村、海岛的能源供应具有很大的优越性。

(4)时间长久。

只要有太阳,就有太阳辐射能因此是取之不尽,用之不竭的能源。

据权威机构预计,2020年光伏发电在世界电力生产中所占比例将达1%左右,2050年约占25%。

可以断言,光伏发电正在快速进入电力能源结构,并且将逐步成为其重要的组成部分。

谁掌握了可再生能源和太阳能发电技术,谁就掌握了未来发展的主动权。

2 太阳能光伏发电原理太阳能光伏发电的原理主要是利用半导体的光生伏打效应。

太阳能电池实际上是由若干个p-n结构成。

当太阳光照射到p-n结时,一部分被反射,其余部分被p-n结吸收,被吸收的辐射能有一部分变成热,另一部分以光子的形式与组成p-n结的原子价电子碰撞,产生电子空穴对,在p-n结势垒区内建电场的作用下,将电子驱向n区,空穴驱向p区,从而使得n 区有过剩的电子,p区有过剩的空穴。

这样在p-n结附近就形成与内建电场方向相反的光生电场。

光生电场除一部分抵消内建电场外,还使p型层带正电,n 型层带负电,在n区和p区之间的薄层产生光生电动势,这种现象称为光生伏打效应。

若分别在p型层和n型层焊上金属引线,接通负载,在持续光照下,外电路就有电流通过,如此形成一个电池元件,经过串并联,就能产生一定的电压和电流,输出电能,从而实现光电转换。

太阳能发电方式太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。

(1)光—热——动—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。

前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—动再转换成电最终转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。

(2)光—电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。

太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。

当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。

太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。

4 太阳能光伏发电系统的运行方式太阳能光伏发电系统的运行方式主要分为离网运行和联网运行两大类。

离网运行系统:未与公共电网相联接,又称为独立太阳能光伏发电系统。

主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所,如为公共电网难以覆盖的边远农村、海岛、通信中继站、边防哨所等场合提供电源。

联网运行系统:与公共电网相联接,共同承担供电任务。

它是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段,成为电力工业组成部分之一的重要方向,也是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。

联网太阳能光伏发电系统具有许多独特的优越性:(1)可以对电网调峰,提高电网末端的电压稳定性,改善电网的功率因数,有效地消除电网杂波。

(2)所发电能回馈电网,以电网为储能装置,省掉蓄电池。

与独立太阳能光伏系统相比可减少建设投资35 ~ 45,发电成本大大降低。

(3)光伏电池与建筑完美结合既可发电又可作为建筑材料和装饰材料,使资源充分利用,发挥多种功能。

(4)出入电网灵活,既有利于改善电力系统的负荷平衡,又可降低线路损耗。

光伏电池与建筑相结合的联网屋顶太阳能光伏发电系统是众多发达国家竞相发展的热点,发展迅速,市场广阔,前景诱人。

联网太阳能光伏发电系统在我国还处于实验示范的起步阶段,远远落后于美国、欧洲、日本等发达国家。

1990年德国首先开始实施由政府投资支持、被电力公司承认的“1000屋顶划”,继而扩展为“2000屋顶计划”,又于1998年提出“10万屋顶计划”,到2004年底,累计建设10万套,光伏组件总装机容量达300 MPa。

我国太阳能电池多数是用于独立光伏发电系统,到2010年以前这种现象不会有很大改变,仍然是以独立发电系统为主。

从2011年到2020年,中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统,包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。

4 大规模光伏发电对电力系统影响4.1 对有功频率特性的影响光伏发电具有以下特性:1)外出力的随机波动性;2)电源是无旋转的静止元件,通过换流器并网,无转动惯量;3)低电压穿越期间不同的有功/无功动态特性;4)考虑电力电子等设备元件的安全,电源抗扰动和过负荷能力相对较差,易发生脱网;5)通过逆变器并网,具备四象限控制及有功/无功解耦控制的能力。

光伏系统的这些特性,使得大规模光伏接入后系统的稳态/暂态特性发生变化,进而影响到系统的运行与规划。

光伏电力大幅、频繁的随机波动性对系统有功平衡造成了冲击,进而影响到系统的一次、二次调频以及有功经济调度等运行特性,频率质量越限等风险加大;系统备用优化策略等将因光伏接入而发生变化,对与常规机组等其它多类型电源的有功频率协调控制以及调频参数整定等也提出了适应性需求;同时,由于光伏电源是非旋转的静止元件,随着接入规模的增大并替换常规电源,系统等效转动惯量降低,恶化了系统应对功率缺额和功率波动的能力,极端工况甚至会发生频率急剧变化,频率跌落速率及深度可能触发低频减载、高频切机等安控、保护动作的严重运问题。

4.2 对无功电压特性的影响大规模光伏集中接入更多是在戈壁、荒漠地区,当地负荷水平较低,接入的地区电网短路容量相对较小,大量光伏电力需通过高压输电网远距离外送,随机波动的有功出力穿越近区电网以及长输电通道,影响到电网无功平衡特性,进而造成沿途的母线电压大幅波动。

同时,目前实际并网运行的光伏电源无功电压支撑能力较弱,发生电压质量越限甚至电压失稳的风险加大;对于规模化光伏分散接入配电网而言,光伏接入改变了电网既有的辐射状网架结构,单电源结构变成了双电源或多电源,电网潮流分布大小、方向等复杂多变,潮流变得更加难控,进而影响到配电网的电压质量,影响程度与光伏接入位置、接入规模以及出力等关系较大。

4.3 对有功频率特性的影响光伏电源是静止元件,本身不参与功角振荡,不存在功角稳定问题,但由于其随机波动以及无转动惯量等特性,大规模光伏接入后改变了电网原有潮流分布、通道传输功率,减小了系统的等效惯量;同时,计及故障穿越期间光伏具有与常规机组不同的动态支撑性能,因此光伏接入后电网功角稳定性会发生变化,变化情况取决于电网拓扑结构、电网运行方式及所采用的光伏电源控制技术、光伏并网位置及规模。

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