光伏发电系统的蒙特卡罗序贯仿真和可靠性分析

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1、光伏发电系统的蒙特卡罗序贯仿真和可靠性分折摘要随着太阳电池和电力电子技术的不断进步，太阳能发电技术得到长足发展。发展光伏发电技术成为太阳能利用的主流。光伏转换技术被广泛认为是最有前途的再生能源技术，可以提供足够的能源供应，同时降低温室气体的排放。世界各国相继加大力度进行光伏研发项目和市场开拓。太阳能发电和常规能源发电不同，它具有随机不确定性，而这种时变性又增加了系统的不稳定因素。这使得人们希望对其一段时间内的工作状况有所把握。本文的重点是运用概率抽样描述这种不确定性，采用蒙特卡罗序贯仿真对光伏发电各环节状态进行概率模拟，并计算相关可靠性指标。首先研究了各种影响太阳一次能源变化的

2、因素，考虑因素之间的相互作用，采用按时间序贯仿真各小时太阳电池的出力。接着本文运用蒙特卡罗序贯的方法，模拟了光伏电站内部各元件的工作及故障检修的顺序，提出了阵列组件的检修判据，并仿真计算了独立光伏系统工作的各项可靠性指标。最后，进行了光伏并网系统研究，考虑不同的线路及保护随机故障动作，和多变的系统运行方式，结合配电网进行相关的可靠性经济性指标计算。在理论研究的基础上，本文开发完成了“光伏发电系统可靠性分析软件”，可做进一步研究之用。关键词：光伏发电系统建模仿真蒙特卡罗序贯可靠性分析TheSequentialMonte-CarloSimulationandReliabilityi

3、nPhotovoltaieSystemAbstraetWiththedevelopmentofthesolarcellandpowerelectronics，photovoltaicsystemhasgrownupandbecomethemainwayonusingthesolarenergy．Photovoltaicenergyconversioniswidelyconsideredasoneofthemorepromisingrenewableenergytechnologieswhichhasthepotentialtocontributesignificantlytoa

4、sustainableenergysupplyandwhichmayhelptomitigategreenhousegasemissions．ForthisreasonthereisagrowingsupportfromgovernmentsforphotovoltaicR&Dprogramsandmarketintroductionschemes．StochasticnatureiSthemaindifferencebetweenphotovoltaicsystemandconventionalenergy．Becausethetimedependencecharacteri

5、sticsofphotovoltaicsystemenhancetheinstabilityofsystem，itisdesiredtograsptheworkstatusatagiventime-interval．Thispaperfocusesattentiononusingprobabilisticsimulationtodescribethisstochasticnature，andadoptstheSequentialMonte—Carloalgorithmtosimulateeachelementstatusinphotovoltaicsystem，andcalcu

6、latingrespondedreliabilityindices．Firstly，thispaperconsiderstheinteractionamongfactors，whichmayhaveeffectonthesolarcellpoweroutput，thesolarcelloutputpowereveryhourissimulatedintimesequence．Andthen，thepapersimulatestheworkstatusandthefailurestatusofeachcomponentinphotovoltaiestation，andputsfo

7、rwardthecriteriontorepairphotovoltaicarray，andcalculatesreliabilityindicesofthestand-alonePVsystem．Atlastgrid-connectedPVsystemhasalsobeenstudied，differentrandomfaultsinlineandprotectionwhichbringthechangeofoperatingpatternshavebeentakenaccountfor，