Abstract Yon gwo pwopòsyon nan jenerasyon fotovoltaik pouvwa pral gen efè negatif sou estabilite nan sistèm pouvwa, ak depo enèji konsidere kòm youn nan mwayen efikas elimine efè sa yo. Papye sa a analize enfliyans fotovoltaik pouvwa jenerasyon sou sistèm pouvwa a nan pèspektiv nan koule pouvwa a, ak Lè sa a, analize efè a nan depo enèji sou restriksyon enfliyans nan. Premyèman, yo prezante modèl distribisyon pwobabilite ak modèl depo enèji nan konpozan nan sistèm pouvwa a, epi yo prezante metòd echantiyon Latin hypercube ak metòd nòmalizasyon sekans gram-Schmidt. Dezyèmman, yo te etabli yon modèl optimize milti-objektif, ki konsidere pri a nan sistèm nan depo enèji, pwobabilite ki pa limit pou koule pouvwa branch ak pèt rezo a nan griy elektrik la. Te solisyon an pi bon nan fonksyon an objektif jwenn pa algorithm jenetik. Finalman, se simulation te pote soti nan sistèm tès ne IEEE24 analize enfliyans nan diferan kapasite aksè fotovoltaik ak kote aksè sou sistèm pouvwa a ak efè a nan depo enèji sou sistèm pouvwa a, ak konfigirasyon nan depo enèji optimal ki koresponn ak diferan kapasite fotovoltaik. se jwenn.

Mo kle jenerasyon enèji fotovoltaik; Sistèm depo enèji; Optimize konfigirasyon; Koule pouvwa pwobabilite; Algorithm jenetik (ga)

Fotovoltaik pouvwa jenerasyon gen avantaj ki genyen nan pwoteksyon anviwònman vèt ak renouvlab, epi li konsidere kòm youn nan enèji ki pi potansyèl renouvlab. Pa 2020, kapasite kimilatif enstale nan jenerasyon pouvwa fotovoltaik Lachin nan te rive nan 253 milyon kw. Detanzantan ak ensètitid gwo-echèl pouvwa PV afekte sistèm pouvwa a, ki gen ladan pwoblèm bab pik, estabilite ak jete limyè, ak kadriyaj la bezwen adopte mezi pi fleksib pou fè fas ak pwoblèm sa yo. Depo enèji konsidere kòm yon fason efikas pou rezoud pwoblèm sa yo. Aplikasyon an nan sistèm depo enèji pote yon nouvo solisyon pou gwo-echèl koneksyon gri fotovoltaik.

Kounye a, gen anpil rechèch sou jenerasyon pouvwa fotovoltaik, sistèm depo enèji ak koule pouvwa pwobabilite nan kay ak aletranje. Yon gwo kantite etid literati montre ke depo enèji ka amelyore to itilizasyon fotovoltaik ak rezoud estabilite koneksyon gri fotovoltaik. Nan konfigirasyon an nan sistèm depo enèji nan nouvo estasyon enèji enèji, yo ta dwe peye atansyon pa sèlman nan estrateji nan kontwòl nan depo optik ak depo van, men tou, nan ekonomi an nan sistèm depo enèji. Anplis de sa, pou optimize plizyè estasyon pouvwa depo enèji nan sistèm pouvwa a, li nesesè yo etidye modèl ekonomik operasyon an nan estasyon enèji depo enèji, seleksyon sit la nan pwen an kòmanse ak pwen fen nan chanèl transmisyon fotovoltaik ak la. seleksyon sit nan depo enèji. Sepandan, rechèch ki deja egziste sou konfigirasyon optimal nan sistèm depo enèji pa konsidere enpak espesifik sou sistèm pouvwa a, ak rechèch la sou sistèm milti-pwen pa enplike gwo-echèl depo optik karakteristik operasyon yo.

Avèk devlopman nan gwo echèl nan jenerasyon enèji nouvo ensèten tankou pouvwa van ak fotovoltaik, li nesesè pou kalkile koule pouvwa a nan sistèm pouvwa a nan planifikasyon operasyon an nan sistèm pouvwa a. Pou egzanp, literati a etidye kote ki pi bon ak alokasyon kapasite nan depo enèji nan sistèm pouvwa a ak pouvwa van. Anplis de sa, korelasyon ki genyen ant plizyè sous enèji nouvo ta dwe konsidere tou nan kalkil la nan koule pouvwa. Sepandan, tout etid ki anwo yo baze sou metòd koule pouvwa detèminist, ki pa konsidere ensètitid nouvo jenerasyon enèji. Literati a konsidere ensètitid nan pouvwa van ak aplike pwobabilite pi bon metòd koule pouvwa a optimize seleksyon an sit nan sistèm depo enèji, ki amelyore ekonomi an operasyon.

Kounye a, entelektyèl yo te pwopoze diferan algorithm pwobabilite pouvwa, ak metòd done min nan koule pouvwa pwobabilite ki pa lineyè ki baze sou metòd simulation Monte Carlo yo te pwopoze nan literati, men ponktyalite nan metòd Monte Carlo trè pòv. Li pwopoze nan literati a sèvi ak pwobabilite pi bon koule pouvwa a etidye kote nan depo enèji, ak metòd 2 m pwen yo itilize, men presizyon nan kalkil nan metòd sa a se pa ideyal. Aplikasyon an nan Latin hypercube echantiyon metòd nan kalkil koule pouvwa etidye nan papye sa a, ak siperyorite a nan Latin hypercube echantiyon metòd ilistre pa egzanp nimerik.

Ki baze sou rechèch ki anwo a, papye sa a sèvi ak metòd koule pouvwa pwobabilite pou etidye alokasyon optimal nan depo enèji nan sistèm pouvwa a ak jenerasyon gwo-echèl fotovoltaik pouvwa. Premyèman, yo prezante modèl distribisyon pwobabilite ak metòd echantiyon Latin hypercube nan konpozan nan sistèm pouvwa a. Dezyèmman, yo etabli yon modèl optimize milti-objektif konsidere pri depo enèji, koule pouvwa sou pwobabilite limit ak pèt rezo a. Finalman, analiz la simulation te pote soti nan sistèm tès ne IEEE24.

1. Modèl koule pouvwa pwobabilite

1.1 Modèl ensètitid eleman yo

Fotovoltaik, chaj ak dèlko yo tout varyab o aza ak ensètitid. Nan kalkil la nan koule pouvwa pwobabilite nan rezo distribisyon, se modèl la pwobabilite eksplike nan literati a. Atravè analiz done istorik, pouvwa pwodiksyon an nan jenerasyon pouvwa fotovoltaik swiv distribisyon BETA. Lè yo adapte distribisyon pwobabilite chaj pouvwa a, li sipoze ke chaj swiv distribisyon nòmal, epi fonksyon distribisyon dansite pwobabilite li se.

Foto (1)

Ki kote, Pl se pouvwa chaj la; μ L ak σ L se atant ak divèjans chaj respektivman.

Modèl pwobabilite dèlko a anjeneral adopte distribisyon de pwen, ak fonksyon distribisyon dansite pwobabilite li yo se

(2)

Ki kote, P se pwobabilite pou operasyon nòmal dèlko a; PG se pouvwa pwodiksyon dèlko a.

Lè limyè a ase a midi, pouvwa aktif nan estasyon fotovoltaik pouvwa a se gwo, ak pouvwa a ki difisil pou itilize nan tan yo pral estoke nan batri a depo enèji. Lè pouvwa chaj la wo, batri a depo enèji pral lage enèji ki estoke. Ekwasyon balans enèji enstantane nan sistèm depo enèji a se

Lè wap chaje

(3)

Lè egzeyat la

(4)

Kontrent la

Foto,

Foto,

Foto, foto

Ki kote, St se enèji ki estoke nan tan T; Pt se pouvwa chaj ak egzeyat nan depo enèji; SL ak SG se enèji nan chaje ak dechaje respektivman. η C ak η D yo chaje ak egzeyat efikasite respektivman. Ds se to pwòp tèt ou-egzeyat nan depo enèji.

1.2 Latin hypercube metòd echantiyon

Gen metòd simulation, metòd apwoksimatif ak metòd analyse ki ka itilize pou analize sistèm pouvwa koule anba faktè ensèten. Simulation Monte Carlo se youn nan metòd ki pi egzak nan algoritm koule pouvwa pwobabilite, men rapidite li yo ba konpare ak gwo presizyon. Nan ka a nan tan echantiyon ba, metòd sa a anjeneral inyore ke nan koub distribisyon pwobabilite a, men yo nan lòd yo amelyore presizyon an, li bezwen ogmante tan yo echantiyon. Metòd echantiyon ipèrkub Latin nan evite pwoblèm sa a. Li se yon metòd echantiyon yerarchize, ki ka asire ke pwen echantiyon yo reflete distribisyon pwobabilite a efektivman epi redwi tan echantiyon yo efektivman.

Figi 1 montre atant ak divèjans nan metòd echantiyon Latin hypercube ak metòd simulation Monte Carlo ak tan echantiyon ki sòti nan 10 a 200. Tandans an jeneral nan rezilta yo jwenn pa de metòd yo ap diminye. Sepandan, atant ak divèjans yo jwenn pa metòd Monte Carlo yo trè enstab, ak rezilta yo jwenn pa simulation miltip yo pa menm ak menm tan echantiyon yo. Diferans nan metòd echantiyon Latin hypercube diminye piti piti ak ogmantasyon nan tan echantiyon, ak erè relatif la diminye a mwens pase 5% lè tan echantiyon yo genyen plis pase 150. Li vo anyen ke pwen echantiyon an nan metòd la echantiyon Latin hypercube se simetrik sou aks Y a, kidonk erè li espere se 0, ki se avantaj li tou.

Foto a

FIG. 1 Konparezon diferan tan echantiyon ant MC ak LHS

Metòd echantiyon Latin hypercube se yon metòd echantiyon kouch. Lè yo amelyore pwosesis jenerasyon echantiyon nan varyab o aza opinyon, valè echantiyon an ka efektivman reflete distribisyon an jeneral nan varyab o aza. Pwosesis echantiyon an divize an de etap.

(1) Pran echantiyon

Xi (I = 1, 2,… ,m) se m varyab o aza, ak tan echantiyon yo se N, jan yo montre nan FIG. 2. Koub distribisyon pwobabilite kimilatif Xi divize an N entèval ak espas egal epi pa gen sipèpoze, se pwen mitan chak entèval chwazi kòm valè echantiyon pwobabilite Y, ak Lè sa a, valè echantiyon Xi = p-1 (Yi) se kalkile lè l sèvi avèk fonksyon envès, ak Xi a kalkile se valè echantiyon varyab o aza.

Foto a

Figi 2 chema dyagram LHS

(2) Pèmitasyon

Valè echantiyon varyab o aza yo jwenn nan (1) yo ranje sekans, kidonk korelasyon ki genyen ant m varyab o aza se 1, ki pa ka kalkile. Metòd orthogonalization sekans gram-Schmidt ka adopte pou diminye korelasyon ki genyen ant valè echantiyon varyab o aza yo. Premyèman, se yon matris ki gen K×M lòd I=[I1, I2…, IK]T. Eleman nan chak ranje yo ranje owaza soti nan 1 rive nan M, epi yo reprezante pozisyon nan valè echantiyon an nan varyab o aza orijinal la.

Iterasyon pozitif

Foto a

Yon iteratif ranvèse

Foto a

“Foto” reprezante plasman, takeout(Ik,Ij) reprezante kalkil valè rezidyèl nan regression lineyè Ik=a+bIj, rank(Ik) reprezante nouvo vektè ki fòme pa nimewo sekans eleman nan oryantasyon Ik soti nan ti rive nan gwo.

Apre iterasyon bidirectionnelle jiskaske valè RMS ρ a, ki reprezante korelasyon an, pa diminye, matris pozisyon chak varyab o aza apre yo fin jwenn pèmitasyon, ak Lè sa a, matris la pèmitasyon nan varyab o aza ak pi piti korelasyon an ka jwenn.

(5)

Ki kote, foto a se koyefisyan korelasyon ant Ik ak Ij, cov se kovarans, ak VAR se divèjans.

2. Multi-objektif optimize konfigirasyon nan sistèm depo enèji

2.1 Fonksyon objektif

Yo nan lòd yo optimize pouvwa a ak kapasite nan sistèm nan depo enèji, yo etabli yon fonksyon optimize milti-objektif konsidere pri a nan sistèm nan depo enèji, pwobabilite nan pouvwa koupe-limit ak pèt rezo a. Akòz diferan dimansyon chak endikatè, normalisation devyasyon fèt pou chak endikatè. Apre normalisation devyasyon, ranje valè a nan valè obsève nan divès kalite varyab yo pral ant (0,1), ak done yo ofisyèl yo se kantite pi bon kalite san inite. Nan sitiyasyon aktyèl la, ka gen diferans nan anfaz la sou chak endikatè. Si yo bay chak endikatè yon pwa sèten, yo ka analize ak etidye diferan anfaz.

(6)

Ki kote, w se endèks la yo dwe optimize; Wmin ak wmax se minimòm ak maksimòm fonksyon orijinal la san normalisation.

Fonksyon objektif la se

(7)

Nan fòmil la, λ1 ~ λ3 se koyefisyan pwa, Eloss, PE ak CESS se pèt rezo branch ofisyèl, pwobabilite travèse pouvwa aktif branch ak pri envestisman depo enèji respektivman.

2.2 Algorithm jenetik

Algorithm jenetik se yon kalite algorithm optimize etabli pa imite lwa jenetik ak evolisyonè pou siviv moun ki pi bon yo ak siviv ki pi bon yo nan lanati. Li premye nan kodaj, inisyal popilasyon chak kodaj sou non yon moun (yon solisyon posib nan pwoblèm nan), kidonk chak solisyon posib se soti nan pou transfòmasyon genotip fenotip, antreprann chwazi dapre lwa yo nan lanati pou chak moun, epi chwazi nan chak jenerasyon nan pwochen jenerasyon an nan anviwònman informatique pou adapte yo ak moun nan fò, jouk pi adaptab nan anviwònman an nan moun nan, Apre dekodaj, li se solisyon an apwoksimatif optimal nan pwoblèm nan.

Nan papye sa a, se sistèm pouvwa a ki gen ladan fotovoltaik ak depo enèji premyèman kalkile pa algorithm nan koule pouvwa pwobabilite, ak done yo jwenn yo itilize kòm varyab nan opinyon nan algorithm jenetik la rezoud pwoblèm nan. Pwosesis kalkil la montre nan Figi 3, ki se sitou divize an etap sa yo:

Foto a

FIG. 3 Algorithm koule

(1) Antre sistèm, fotovoltaik ak done depo enèji, epi fè echantiyon hypercube Latin ak orthogonalization sekans Gram-Schmidt;

(2) Antre done echantiyon yo nan modèl kalkil koule pouvwa a epi anrejistre rezilta kalkil yo;

(3) The output results were encoded by chromosome to generate the initial population corresponding to the sampling value;

(4) Kalkile kondisyon fizik chak moun nan popilasyon an;

(5) chwazi, kwaze ak mitasyon pou pwodui yon nouvo jenerasyon popilasyon;

(6) Jije si kondisyon yo satisfè, si non, retounen etap (4); Si wi, solisyon an pi bon se pwodiksyon apre dekodaj.

3. Egzanp analiz

Metòd pwobabilite koule pouvwa a similye ak analize nan sistèm tès IEEE24-nœuds yo montre nan FIG. 4, nan ki nivo vòltaj nan 1-10 nœuds se 138 kV, ak sa yo ki nan 11-24 nœuds se 230 kV.

Foto a

Figi 4 IEEE24 sistèm tès ne

3.1 Enfliyans estasyon fotovoltaik pouvwa sou sistèm pouvwa

Estasyon fotovoltaik pouvwa nan sistèm pouvwa, kote ak kapasite sistèm pouvwa a pral afekte vòltaj la ne ak pouvwa branch, Se poutèt sa, anvan analiz la nan enfliyans nan sistèm nan depo enèji pou griy pouvwa, seksyon sa a premye analize enfliyans nan pouvwa fotovoltaik. estasyon sou sistèm nan, fotovoltaik aksè sistèm lan nan papye sa a, tandans nan limit la nan pwobabilite a, pèt rezo a ak sou sa te pote sou analiz la simulation.

Jan yo ka wè nan FIG. 5 (a), apre yo fin konekte estasyon elektrik fotovoltaik, nœuds ki gen pi piti branch pouvwa koule overlimit yo jan sa a: 11, 12, 13, 23, 13 balanse ne nœud la, vòltaj la ne ak faz Angle yo bay, gen la. efè ki estab pouvwa gri pouvwa balans, 11, 12 ak 23 olye pou yo dirèkteman konekte, kòm yon rezilta, plizyè nœuds ki konekte nan limit la pwobabilite ki pi piti ak plis pouvwa, estasyon pouvwa fotovoltaik pral jwenn aksè nan ne ak efè balans se mwens sou la. enpak sistèm pouvwa a.

Foto a

Figi 5. (a) sòm koule pouvwa pwobabilite off-limit (b) fluctuation vòltaj ne (c) pèt total rezo sistèm nan diferan pwen aksè PV

Anplis depase koule pouvwa a, papye sa a tou analize enfliyans fotovoltaik sou vòltaj ne, jan yo montre nan FIG. 5(b). Devyasyon estanda yo nan anplitid vòltaj nan nœuds 1, 3, 8, 13, 14, 15 ak 19 yo chwazi pou konparezon. An jeneral, koneksyon an nan estasyon elektrik fotovoltaik nan griy pouvwa a pa gen yon gwo enfliyans sou vòltaj la nan nœuds, men estasyon yo fotovoltaik pouvwa gen yon gwo enfliyans sou vòltaj la nan a-nœuds ak nœuds ki tou pre yo. Anplis de sa, nan sistèm nan adopte pa egzanp lan kalkil, atravè konparezon, li jwenn ke estasyon pouvwa fotovoltaik se pi apwopriye pou aksè nan kalite yo ne: ① nœuds ak pi wo klas vòltaj, tankou 14, 15, 16, elatriye, vòltaj la prèske pa chanje; (2) nœuds ki sipòte pa dèlko oswa ajiste kamera, tankou 1, 2, 7, elatriye; (3) nan rezistans liy lan se gwo nan fen ne la.

Yo nan lòd yo analize enfliyans nan pwen aksè PV sou pèt rezo total sistèm pouvwa a, papye sa a fè yon konparezon jan yo montre nan Figi 5 (c). Li ka wè ke si gen kèk nœuds ki gen gwo pouvwa chaj ak pa gen okenn ekipman pou pouvwa yo konekte ak pv pouvwa estasyon, pèt rezo a nan sistèm nan ap redwi. Okontrè, nœuds 21, 22 ak 23 se fen ekipman pou pouvwa a, ki responsab pou transmisyon pouvwa santralize. Estasyon elektrik fotovoltaik ki konekte ak nœuds sa yo pral lakòz gwo pèt rezo. Se poutèt sa, yo ta dwe chwazi pwen aksè pv pouvwa estasyon an nan fen k ap resevwa pouvwa oswa ne ak gwo chaj. Mòd aksè sa a ka fè distribisyon pouvwa koule nan sistèm lan pi ekilibre epi redwi pèt rezo sistèm lan.

Ki baze sou twa faktè sa yo nan analiz la nan rezilta ki anwo yo, ne 14 yo pran kòm pwen an aksè nan estasyon pouvwa fotovoltaik nan papye sa a, ak Lè sa a, enfliyans nan kapasite nan estasyon elektrik diferan fotovoltaik sou sistèm pouvwa a etidye.

Figi 6 (a) analize enfliyans kapasite fotovoltaik sou sistèm nan. Li ka wè ke devyasyon estanda nan pouvwa aktif chak branch ogmante ak ogmantasyon nan kapasite fotovoltaik, e gen yon relasyon lineyè pozitif ant de la. Eksepte pou plizyè branch yo montre nan figi a, devyasyon estanda lòt branch yo tout mwens pase 5 epi yo montre yon relasyon lineyè, ki inyore pou konvenyans nan desen. Li ka wè ke koneksyon gri fotovoltaik gen yon gwo enfliyans sou pouvwa a nan dirèkteman konekte ak pwen aksè fotovoltaik oswa branch adjasan. Paske nan transmisyon liy transmisyon pouvwa limite, liy transmisyon kantite konstriksyon ak envestisman se gwo, kidonk enstale yon estasyon fotovoltaik pouvwa, ta dwe konsidere limit la nan kapasite transpò, chwazi pi piti enfliyans sou aksè liy nan pi bon kote, anplis, chwazi pi bon kapasite nan estasyon pouvwa fotovoltaik pral jwe yon pati enpòtan diminye efè sa a.

Foto a

Figi 6. (a) Branch aktif pouvwa devyasyon estanda (b) branch pouvwa koule soti nan limit pwobabilite (c) total pèt rezo sistèm anba kapasite fotovoltaik diferan

FIG. 6(b) konpare pwobabilite pou pouvwa aktif depase limit chak branch anba diferan kapasite pv estasyon elektrik. Eksepte pou branch yo montre nan figi a, lòt branch yo pa te depase limit la oswa pwobabilite a te piti anpil. Konpare ak FIG. 6(a), li ka wè ke pwobabilite pou koupe-limit ak devyasyon estanda yo pa nesesèman ki gen rapò. Pouvwa aktif nan yon liy ak gwo fluctuation devyasyon estanda pa nesesèman koupe-limit, ak rezon ki fè yo gen rapò ak direksyon an transmisyon nan pouvwa pwodiksyon fotovoltaik. Si li se nan menm direksyon an kòm koule pouvwa branch orijinal la, ti pouvwa fotovoltaik ka lakòz tou koupe-limit. Lè pouvwa pv a trè gwo, koule pouvwa a pa ka depase limit la.

Nan FIG. 6 (c), pèt rezo total sistèm nan ogmante ak ogmantasyon nan kapasite fotovoltaik, men efè sa a pa evidan. Lè kapasite fotovoltaik la ogmante pa 60 MW, pèt rezo total la sèlman ogmante pa 0.5%, sa vle di 0.75 MW. Se poutèt sa, lè enstale pv estasyon elektrik, pèt rezo yo ta dwe pran kòm yon faktè segondè, ak faktè ki gen yon pi gwo enpak sou operasyon an ki estab nan sistèm nan ta dwe konsidere an premye, tankou fluctuation liy transmisyon pouvwa ak pwobabilite soti nan limit. .

3.2 Enpak aksè nan depo enèji sou sistèm nan

Seksyon 3.1 Pozisyon aksè ak kapasite estasyon elektrik fotovoltaik depann sou sistèm pouvwa a