一种分布式光伏发电出力的PH分布模型

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1、第33卷第11期可再生能源Vol.33No.112015年11月RenewableEnergyResourcesNov.2015一种分布式光伏发电出力的PH分布模型于欣波，罗奕（桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004）摘要：文章根据概率理论提出了一种具有解析形式的光伏发电出力模型，该模型将出力用分段马尔可夫过程进行近似，依据PH分布理论，利用一次能源典型统计样本求解PV出力在每个瞬态（位相）上的无穷小生成元，建立基于PH分布的PV出力概率分布模型，经过试算发现通过适当的位相划分可优化建模效果。文章方法与蒙特卡罗模拟法相比，具有

2、解析法的优点，算例证明了建模思想及方法的可行性。关键词：分布式发电；光伏发电；间歇性电源；PH分布中图分类号：TM615文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）11-1619-06DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.11.0050引言分布式电源相比较有明显不同的特点，例如，光伏可再生能源发电技术近年发展迅速，在丹麦、发电（photovoltaic，PV）的出力与作为一次能源的荷兰、法国等欧洲国家，可再生能源的发电技术正太阳光强的分布特性关系密切，致使可再生能源越来越多被用于组成集中发电系统

3、并入电网，或发电在应用中的突出问题为出力具有间断性。这[1]构成偏远地区的独立发电系统。可再生能源发往往对采用传统的可靠性评估方法进行建模和分电的电源单机容量较小，其出力不同于常规电源，析造成困难，尤其是如何建立间歇性电源发电出[2]，[3]具有间歇性、随机性的特点。对可再生能源发力的概率模型。目前发电风险分析中采用的方法电特性进行描述，是发挥可再生能源优势、大量推总体上分为模拟法和解析法两类，其中，蒙特卡罗广可再生能源利用及可再生能源与传统发电方式模拟法是电力可靠性研究中广泛采用的方法，具[4]，[5]形成互补的关键，目前已经成为研究热

4、点。有物理意义明确、适用范围广、便于实现的特点，基于时序模拟的分析方法理论上能直接考虑能全面求得各种可靠性指标，但存在收敛慢甚至光强等随时间随机变化因素的影响，并求得系统不易收敛的情况，不能获得解析表达式。采用平均停电频率指标（SAIFI），系统平均停电持续时Beta分布虽可得到光强概率特性的解析表达式，间（SAIDI），用户平均停电持续时间（CAIDI），平但PV出力是光强的分段函数，有的应用中为了均供电可用率指标（ASAI）,期望供缺电量（EENS）获得出力与概率密度的关系，需要将PV与光强[6]，[7][11]等多种类的可靠性指标。

5、研究普遍认为光照概出力关系限定在线性区段上。由于PH分布原率特性适合采用Beta分布描述，结合不同光照下型是一个有限状态Markov过程吸收时间的分布，光伏发电的出力特性，通过分段数值卷积方法求它既保持了指数分布易于处理的特点，又能包含[8]得EENS等指标，综合了太阳能发电和储能的含新的、较复杂的分布类，理论上可以逼近各种分布[12]分布式电源系统的可靠性也可采用类似方法分类。目前PH分布常被用于测量数据的拟合，并[9]析，通过简化光伏发电的概率分布特性影响，传普遍采用EM（Expectation-Maximization）算法来[13

6、]统的基于多态等效机组方法也被用于含光伏发电拟合无穷小生成矩阵，但极少被应用于电力系[10]系统的可靠性分析。统可靠性的领域，因此探索利用PH分布对可再传统电网中引入可再生能源电源与采用常规生能源的出力进行概率建模，在解决由于可再生收稿日期：2015-07-19。基金项目：广西制造系统与先进制造技术重点实验室项目（12-071-11-61_005）；广西科学研究与技术开发计划项目（桂科能1298025-5）；桂林电子科技大学研究生教育创新计划资助项目（GDYCSZ201404）。作者简介：于欣波（1990-），男，硕士研究生，研究方向为电

7、力系统可靠性。E-mail：yuxinbo17@qq.com通讯作者：罗奕（1972-），男，高级工程师，研究方向为电力系统可靠性。E-mail：luoyi@guet.edu.cn·1619·可再生能源2015，33（11）能源发电出力变化随机性强，而无法沿用传统离有一套储能系统、逆变控制装置和电源切换装置。散概率变量加以描述的困难时有显著意义。此外，在利用PV供电时，将负荷与电网隔离，利用储能由于多个服从PH分布变量的混合仍服从PH分装置可以保证孤立系统具有稳定的电压和潮流。布，服从PH分布的随机变量能方便算出其各阶分布式电源出力的概率

8、特性是含分布式发电矩，这将方便在随机潮流计算、多台发电机出力的系统可靠性评估的基础，含分布式电源的系统与混合等场合应用。传统系统有很大不同，例如：受一次能源影响，PV本文重点针对PV的特点提出