收藏本站
《中国矿业大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

光伏发电系统运行理论与关键技术研究

徐瑞东  
【摘要】:随着世界经济的不断发展、人口数量的不断增加,我们对能源的需求急剧增加,而化石能源的日益匮乏,以及不断恶化的环境问题,使得人们将目光转向了可再生能源技术。太阳能作为可再生能源中的一种,具有资源无限、无污染及可持续性等优点,发展潜力巨大。由于太阳光照的不稳定性以及太阳能光伏电站发电功率的不断增大,在系统的运行过程中,存在最大功率点跟踪、功率预测、光伏组件温度预测以及故障定位等一些实际问题。论文针对上述问题展开研究,主要内容包括如下五个方面: 首先,论文对江苏省徐州地区的太阳能光照强度,以及光伏发电站的发电量进行了统计和分析。基于江苏艾德太阳能科技有限公司提供的光伏电站运转过程中的历史数据,对各月份的光照强度、温度变化以及光伏电站的发电规律进行了统计,给出了相应的图表,为徐州地区光伏电站的兴建和运行提供了数据支持。进一步分析了光伏系统运行过程中组件温度与环境温度的差别、光伏系统运行过程中输出功率的变化等,为本论文所针对的光伏发电系统运行中关键问题的解决奠定了基础。 进而,针对光伏发电系统最大功率点跟踪问题进行了研究,提出了一种融入免疫优化算法具有自搜索最大功率点功能的光伏电池建模方法,对于给定的光照强度和给定的温度,此模型可以快速计算其相应的最大功率点,为后续最大功率点算法的验证提供了模型基础。在分析和研究了现有各种最大功率点算法优缺点的基础上,结合恒压法在最大功率点处无功率振荡以及扰动观测法使用方便的优点,提出了一种将恒压法和扰动观测法相结合的光伏发电系统最大功率点跟踪的算法,以光伏系统最大功率点工作时的近似电压和光伏发电系统当时的工作电压作为扰动步长变化的依据,解决了原有扰动观测法跟踪速度和功率振荡之间的矛盾,也解决了恒压法不是真正意义上的最大功率点跟踪算法的问题,仿真和实验都验证了所提方法的有效性。 针对太阳光照强度变化的不可预知性导致的光伏阵列输出功率难预测性,提出了利用相似日和加权支持向量机对光伏电站输出功率进行短期预测的方法,给出了相似日的选择方法,并根据相似度确定加权支持向量机的权重系数;利用历史记录中与待预测日相似度比较高的历史日数据,对加权支持向量机进行训练;解决了光伏电站在发电过程中输出功率的不确定性,实现了对光伏电站输出功率的预测。通过与基于人工神经网络的功率预测算法进行对比,说明了所提算法的有效性。 针对在最大功率点跟踪等关键问题中,简单采用环境温度代替光伏组件温度存在的不足,考虑温度变化存在的不确定性,提出了采用高斯模型对光伏发电系统中光伏阵列组件温度进行建模及预测的方法,建立了光伏组件温度与光伏阵列输出功率以及环境温度之间的仿真模型。将所提算法应用于实际系统中,通过与神经网络预测结果进行了对比分析,在考虑不同训练样本选择机制的情况下,通过对预测误差进行分析发现,采用高斯模型对光伏阵列组件温度预测,效果较好;在光伏阵列组件温度预测的过程中,高斯模型对小样本数据具有很好的预测效果,预测误差较小。 针对光伏阵列运行过程中可能存在的故障问题,特别是其小样本特性,提出了将高斯分回归算法用于光伏阵列故障定位的方法。首先,结合光伏阵列传感器最优布置方式,采用二进制码表示光伏阵列工作状态;然后,构建了基于整数回归的故障定位模型,对光伏系统的故障进行定位。将所提算法应用于实际系统中,并与常用的神经网络算法进行对比,仿真结果表明本算法具有较高的定位准确度,验证了所提方法的有效性。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM615

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔容强;喜文华;魏一康;张兰英;;太阳能光伏发电[J];中国建设动态.阳光能源;2004年02期
2 李雷;;我国光伏产业发展现状简析之一[J];阳光能源;2009年06期
3 刘敬;高志建;;应用神经网络法预测光伏系统发电功率[J];大功率变流技术;2010年03期
4 程序;周海;崔方;丁杰;;大容量并网型光伏电站功率预测预报系统设计[J];水电自动化与大坝监测;2011年05期
5 王飞;赵慧;;基于滑模变结构理论太阳能最大功率跟踪研究[J];电测与仪表;2009年06期
6 兰华;廖志民;赵阳;;基于ARMA模型的光伏电站出力预测[J];电测与仪表;2011年02期
7 姜茜;;太阳能发电的发展与展望[J];东方电机;2002年02期
8 张淼,吴捷;滑模技术在PV最大功率追踪系统中的应用[J];电工技术学报;2005年03期
9 傅诚;陈鸣;沈玉樑;余世杰;;基于输出参数的光伏电池最大功率点控制[J];电工技术学报;2007年02期
10 冬雷;王丽婕;高爽;廖晓钟;;基于混沌时间序列的大型风电场发电功率预测建模与研究[J];电工技术学报;2008年12期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 蔡洪彬;建筑设计的生态效益观研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 王飞;单相光伏并网系统的分析与研究[D];合肥工业大学;2005年
3 孙宁;人工免疫优化算法及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 钟丹;基于复合信息融合技术的光伏阵列故障诊断研究[D];天津大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陶晓峰;谢君;;三相光伏并网发电系统的建模与仿真[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2012年02期
2 林航;陈晓明;;变电站光伏直流系统的研究与应用[J];安徽电力;2008年04期
3 沈晨;陈晓明;;30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行[J];安徽电力;2009年02期
4 王东霞;张楠;路晓丽;;基于育种算法的SVM参数优化[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
5 陶秀凤,唐诗忠,周鸣争;基于支持向量机的软测量模型及应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
6 包文俊;黄长杰;;24V/5A太阳能控制器设计[J];安徽建筑;2006年04期
7 程伟;张燕平;赵姝;;支持向量机在粮食产量预测中的应用[J];安徽农业科学;2009年08期
8 武素华;;基于最小二乘支持向量机的土壤含水量检测的研究与分析[J];安徽农业科学;2009年09期
9 陈念;沈佐民;;基于化学成分检测和SVM分类的茶叶品质鉴定[J];安徽农业科学;2010年15期
10 唐雪梦;陈理;吴树彪;;沼气工程地理信息系统的设计与实现[J];安徽农业科学;2011年28期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 滕吉文;阮小敏;张永谦;闫雅芬;;节能高效、减排低碳与责任和快速工业化及经济腾飞[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
2 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于核偏最小二乘的简约最小二乘支持向量机及其应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 顾小军;杨世锡;钱苏翔;;基于支持向量机的旋转机械多类故障识别研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 韩露;余正涛;邓锦辉;章程;毛存礼;郭剑毅;;领域知识关系对领域文本分类的影响[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 吴静珠;刘翠玲;孙晓容;;支持向量机在近红外光谱检测技术中的应用研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;;基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 ;The Application Study of Multi-level Inverter in the PVMS[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 尹钟;张建华;;基于支持向量机方法的过程操作员功能状态分类[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 王敏;分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D];合肥工业大学;2010年
5 徐晓冰;光伏跟踪系统智能控制方法的研究[D];合肥工业大学;2010年
6 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
7 钱军;考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究[D];湖南大学;2010年
8 朱震宇;我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究[D];中国地质大学(北京);2010年
9 王晓明;基于统计学习的模式识别几个问题及其应用研究[D];江南大学;2010年
10 李先锋;基于特征优化和多特征融合的杂草识别方法研究[D];江苏大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 展慧;基于多源信息融合技术的板栗分级检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
3 张志华;弧形直线电机伸缩门及其控制研究[D];河南理工大学;2010年
4 曹建;基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
5 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
6 毛娟;用于矿灯充电的独立光伏系统研究[D];山东科技大学;2010年
7 李本元;太阳能光伏发电单相并网逆变器研究[D];山东科技大学;2010年
8 杜守增;太阳能LED照明系统控制器的设计[D];山东科技大学;2010年
9 安文娟;Fisher和支持向量综合分类器[D];辽宁师范大学;2010年
10 姜成玉;基于支持向量机的时间序列预测[D];辽宁师范大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨金焕;邹乾林;谈蓓月;葛亮;陈中华;;各国光伏路线图与光伏发电的进展[J];中国建设动态.阳光能源;2006年04期
2 昌金铭;;国内外光伏发电的新进展[J];中国建设动态(阳光能源);2007年01期
3 钱伯章;;国际可再生能源最新动态[J];中国建设动态(阳光能源);2007年04期
4 ;可再生能源在奥运工程中的应用[J];中国建设动态(阳光能源);2007年05期
5 区健昌;EMI滤波器和开关电源防护设计[J];安全与电磁兼容;2002年02期
6 唐丽丽,郑琼林;单相PWM整流器主电路参数选择探讨[J];北方交通大学学报;2000年04期
7 孙雅囡;杨晓东;;基于模糊神经网络的故障诊断新方法[J];兵工自动化;2008年07期
8 贺琳;李英姿;;改进GM(1,1)残差修正模型在光伏发电量短期预测中的应用[J];北京建筑工程学院学报;2008年04期
9 杨学贤,张群英,韩月秋;雷达系统级测试的边界扫描方法[J];北京理工大学学报;2000年02期
10 陈幼松;人类理想的新能源——太阳能发电[J];百科知识;1998年07期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 许可新;[N];第一财经日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 苏建徽;光伏水泵系统及其控制的研究[D];合肥工业大学;2003年
2 赵为;太阳能光伏并网发电系统的研究[D];合肥工业大学;2003年
3 欧阳名三;独立光伏系统中蓄电池管理的研究[D];合肥工业大学;2004年
4 宋彩平;基于GIS的森林生态效益空间分析研究[D];东北林业大学;2005年
5 吴理博;光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现[D];清华大学;2006年
6 韩爽;风电场功率短期预测方法研究[D];华北电力大学(北京);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪进进;光伏并网控制方法和系统的研究[D];合肥工业大学;2002年
2 刘慧文;具有组合功能的智能化通用正弦逆变电源的研制[D];合肥工业大学;2003年
3 范亚民;城郊绿地系统生态效益研究[D];中南林学院;2003年
4 李志江;逆变电源控制方案的研究与实现[D];浙江大学;2004年
5 崔勇;提高有机相变贮能材料导热系数的应用研究[D];河北工业大学;2004年
6 董火明;协同识别理论及其在生物识别中的应用研究[D];合肥工业大学;2004年
7 郭宝玥;新型同步发电机PWM励磁调节器的研究[D];天津大学;2004年
8 田斌;SPWM逆变器带极点配置的重复控制研究[D];华中科技大学;2004年
9 罗娟;浅论20世纪法国现代风景园林[D];北京林业大学;2005年
10 朱小强;光伏阵列测试方法的研究及实现[D];合肥工业大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;光伏未来前景光明 政府扶持亟须加强[J];电源世界;2009年10期
2 寇凤海;朱晓荣;张建成;段晓波;;光伏发电系统发电量的一种表征方法[J];陕西电力;2010年12期
3 ;我首座500千伏兰溪变光伏发电突破5000千瓦时[J];科技传播;2011年06期
4 ;阳光电源承建的上海世博会大型光伏电站成功并网发电[J];电源世界;2010年02期
5 吕贝;邱河梅;张宇;;太阳能光伏发电产业现状及发展[J];华电技术;2010年01期
6 ;我国正式启动金太阳示范工程[J];电源世界;2009年08期
7 尹淞;郝继红;;我国太阳能光伏发电技术应用综述[J];电力技术;2009年03期
8 于清阳;朱慧敏;李春来;;浅谈青海省太阳能综合利用[J];科技信息;2010年34期
9 马章;;光伏发电技术在铁路工程中的应用[J];铁道标准设计;2006年03期
10 ;我国启动金太阳示范工程[J];节能与环保;2009年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李春华;刘维亭;姜文刚;;户用独立式光伏发电系统研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
2 侯世英;房勇;孙韬;宋星;;混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
3 徐亮;翟庆志;王宁;;光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
4 王景义;;光伏发电系统的计算机辅助设计[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年
5 黄维学;徐璞;;聚光型光伏发电系统(CPV)的发展前景分析[A];通信电源新技术论坛2011通信电源学术研讨会论文集[C];2011年
6 洪祖兰;;云南省发展光伏发电的条件和前景[A];南方十三省(区、市)水力发电学会秘书长会议论文集[C];2010年
7 孟昭渊;;独立光伏发电系统储能新方法[A];长三角清洁能源论坛论文专辑[C];2005年
8 辛煜;王智灵;何淼;陈宗海;;光伏发电系统中的直流变换器综述[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
9 王培波;;基于超级电容器储能系统的独立光伏发电系统的设计与研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(下册)[C];2008年
10 孙凯;陆晓楠;黄立培;;阶梯电压级联式逆变器的原理与实现[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 任君;国内首座太阳能聚光光伏示范电站在我市建成[N];鄂尔多斯日报;2007年
2 李涛;太阳能光伏发电系统在海上的应用[N];中国海洋报;2006年
3 许圣王健;光伏并网发电离我们还有多远[N];消费日报;2008年
4 记者 蒙华;太阳能被列为可再生能源发展重点领域[N];中国建材报;2007年
5 黎方益 李之政 曾丁丁;将太阳能电池板装进玻璃幕墙[N];中国经济导报;2007年
6 本报实习记者 范丽敏;太阳能光伏发电:何时点亮中国家庭[N];中国贸易报;2007年
7 丁冰李斌;我建成新型光伏发电示范电站[N];中国证券报;2007年
8 赵永新;太阳能:给奥运“增光添热”[N];人民日报;2007年
9 记者 蒙华 刘荣慧;我国加大市场培育力度促进光伏产业发展[N];中国建材报;2007年
10 本报记者  李文绚  陶俊;光伏产业在灿烂阳光下激情挥舞[N];中国证券报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐瑞东;光伏发电系统运行理论与关键技术研究[D];中国矿业大学;2012年
2 朱艳伟;光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究[D];华北电力大学;2012年
3 徐晓冰;光伏跟踪系统智能控制方法的研究[D];合肥工业大学;2010年
4 曹太强;光伏发电系统及其控制技术研究[D];西南交通大学;2011年
5 吴理博;光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现[D];清华大学;2006年
6 吴春华;光伏发电系统逆变技术研究[D];上海大学;2008年
7 张超;光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究[D];浙江大学;2006年
8 李乃永;电网接纳光伏电站并网运行的适应性及对策研究[D];山东大学;2012年
9 李晓刚;中国光伏产业发展战略研究[D];吉林大学;2007年
10 董密;太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究[D];中南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚利明;蚁群并联光伏发电系统研究[D];华南理工大学;2010年
2 杨毅男;安多100kWp独立运行光伏发电系统暂态稳定性分析[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2003年
3 陈闽江;光伏发电系统的蒙特卡罗序贯仿真和可靠性分析[D];合肥工业大学;2004年
4 陈海;独立光伏发电系统蓄电池充放电控制策略[D];新疆大学;2010年
5 连瑞娜;独立光伏发电系统MPPT的模糊PID控制研究[D];武汉理工大学;2011年
6 刘伟铭;光伏发电系统最大发电量的研究[D];辽宁大学;2013年
7 孔晓丽;基于TMS320F2812 DSP的太阳能独立光伏发电系统设计[D];太原理工大学;2010年
8 谢丽美;光伏并网发电系统建模及对配电网电压、网损的影响[D];华北电力大学(河北);2010年
9 焦在强;单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
10 谢旗辉;高效率的太阳能光伏发电系统设计及优化分析[D];华东交通大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026