面向分布式光伏超短期功率预测的复杂云团建模研究

【摘要】：能源消耗的日益增加给环境带来诸多问题。太阳能能量巨大,光伏发电过程不会对环境产生任何污染物。因此,光伏发电将作为太阳能利用的主要形式,得到推广。分布式光伏系统输出功率具有波动性,影响电网的安全运行。本文以影响分布式光伏系统输出功率的云团为研究对象,详细分析了目标云团的确定方法并对关键特征进行了定义,重点对云团的幅面特征进行了深入研究。本文主要工作如下：1.通过计算杭州地区的日运动规律,搭建一套能够实现追日采集天空云图的硬件实验平台,包括实验云台的机械结构设计和控制系统设计。2.详细分析了各类云团特征。根据云团质心点和速度矢量对目标云团进行轨迹跟踪和临近预判,同时对目标云团能够造成分布式光伏系统出现超短期出力波动的关键特征进行了分析。3.对云团图像进行了数学形态学的预处理。计算分析了云团的分散度特征和局部云量特征,这些特征参数和其他云团特征数据将作为光伏系统出力预测模块的重要输入参数和决定出力预测模块是否工作的重要依据。4.根据云团幅面特征演变模型,说明了对复杂凹云团多边形进行凸分解的必要性。首先通过内部最小周边长多边形近似表示了云团轮廓,通过向量积的正负性判定了凹点位置。建立了质心点散射模型,并提出了凹云团轮廓凸分解的剖分线确定规则,对复杂凹云团进行了凸分解,使之能够有效适用云团幅面特征演变模型。最后建立了分布式光伏系统超短期出力预测的系统工作架构。本文搭建了一套能够实现追日采集天空云图的硬件实验系统,实验系统能够自动将图像信息采集、分析、关键特征存储。研究目标云团在其生命周期内的生长消亡机理及特征。通过MATL AB开发目标云团及关键特征的识别、提取算法,重点对复杂凹多边形的云团轮廓进行了凸分解。所做的研究可以为完整的分布式光伏系统超短期出力预测模块提供理论依据和重要输入参数。 【关键词】：分布式光伏系统 超短期出力预测 云团特征建模 凸分解
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.41

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