分布式光伏发电系统可靠性评估综述VIP专享VIP免费

研究生课程考核试卷科目：电力系统可靠性教师：姓名：学号：专业：类别：上课时间：考生成绩：卷面成绩平时成绩课程综合成绩阅卷评语：阅卷教师(签名)重庆大学研究生院制分布式光伏发电系统可靠性评估综述摘要：近年来光伏发电逐渐受到广泛的关注，光资源的波动性和间歇性特性使得准确评估其可靠性十分重要。本文首先引入电力系统可靠性评估方法与评估指标，然后分析了分布式光伏发电系统的结构以及出力特点，对太阳能辐射预测方法及光伏电站可靠性模型研究方法进行对比，分析各方法优缺点及适用范围。最后研究了综合考虑能源约束和系统结构特点的马尔科夫多状态可靠性模型，详细分析了光伏发电系统结构故障情况，介绍了综合考虑能源约束和系统结构特点的光伏发电系统六状态可靠性模型，涵盖不同季节、天气以及不同部件故障情况下的系统状态并研究了光伏发电系统可靠性指标体系。本文对光伏发电系统中可靠性评估方法进行比较、分析，最后得出最优可靠性评估方案。关键词：电力系统可靠性，光伏发电，评估，六状态模型引言近年来，太阳能光伏发电技术持续快速发展，并网光伏发电的装机容量迅速增长。截止2012年底，我国光伏累计装机容量已达4.9GW，预计到2020年，光伏发电装机容量将突破20GW[1]。随着光伏发电容量的增加，其出力的随机性和间歇给系统增加的不确定因素已不容忽视。为了准确衡量光伏发电对电力系统的贡献，必须对光伏发电系统的可靠性展开研究。光伏发电系统的可靠性分析，国内外已有一些研究。文献[2]提出了一种含光伏系统的电力系统可靠性分析方法，在考虑光伏系统的多状态模型情况下用卷积方法构造有效负载持续时间曲线，并且提出了利用历史太阳辐射数据构造辐射概率分布函数的方法，给出了应用算例。文献[3]给出了光伏发电系统的标准术语，提出了基本的时间指标以及可靠性指标体系。文献[4]提出了一种光伏系统的马尔可夫模型，并建立了全寿命周期模型以进行经济性评估。文献[5]描述了一种主要基于部件的故障以及系统的可靠性结构图的大型光伏发电系统的可靠性和可用性综合评估方法。文献[6]提出了一个考虑天气影响的光伏发电系统的三状态可靠性模型，给出了一种评估含分布式光伏系统的配电网系统的可靠性方法。文献[7]提出了一种考虑新能源不确定性的新可靠性指标——有效安装备用率。然而，文献[2，6，7]考虑了能源输入的影响，但没有考虑系统故障的影响；文献[3]给出了基础性的定义和术语，但缺少对系统特点的详细分析，缺少与具体的模型的结合；文献[4，5]考虑了系统的结构模型与故障情况，但并未对一般的光伏发电系统给出通用的故障分析方法，同时缺少对太阳能不确定性的考虑。总体而言，目前国内外已有研究侧重分析光资源波动性对可靠性的影响，未能充分考虑光伏电站内部的设备故障对光伏发电出力的影响，缺少综合考虑光资源波动和光伏发电系统结构特点的可靠性模型，也缺乏相应的评估指标。本文在国内外已有研究基础上，首先介绍了电力系统可靠性的评估方法与评估指标，然后对比分析了常用的光伏发电系统可靠性评估方法和优缺点，在此基础上最后详细分析了一种综合考虑能源约束和系统结构特点的光伏发电系统六状态可靠性模型，研究了光伏发电系统可靠性指标体系。1电力系统可靠性1.1可靠性评估方法文献[8]给出电力系统可靠性的定义，是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力系统供应电力和电能能力的度量。根据研究目标的不同，可靠性可以分为充裕度和安全性两个方面的内容[9]。充裕度又称为静态可靠性，它所关心的问题是系统是否有足够的能力可以产生满足负荷需求的电量，以及输配电系统是否可以将优质电能连续的供应给负荷点，评估的时候只需要考虑静态条件，在这一角度，分析还可以进一步划分为暂态稳定性和静态稳定性两部分。暂态稳定性考虑大的干扰后各同步机保持稳定运行方式的能力，静态稳定性考虑小的干扰后，不会发生周期性失步自动恢复到起始运行状态的能力。不同层面上的可靠性分析有着特定于该问题领域的评估方法，总体来说可以分为解析法和蒙特卡洛方法两种。第一层评估的解析法，通常需要建立机组的解析模型，也就是容量停运...