太阳辐射和光伏的时空变化和斜率特征

核心观点

• 太阳能光伏发电具有间歇性和波动性，给电网运行带来挑战。
• 地理上分散的光伏系统具有“平滑效应”，可以显著降低发电波动性。
• 研究评估了三种光伏发电波动性模型，并分析了其在不同地区的适用性。

关键数据

• 地球接收到的太阳辐射能量约为地球非可再生资源总和的五倍。
• 光伏产业近年来价格大幅下降，光伏系统部署量不断增加。
• 单点传感器数据显示，太阳辐照度在几秒钟内可能发生大幅波动。
• 地理上分散的光伏系统集合的波动性显著低于单个系统。
• 变异减少（VR）定义为单个站点波动性方差与网络所有站点平均方差之比。
• 研究分析了六个地区的太阳辐照度和光伏发电数据，包括夏威夷、瑞士、英国、美国南部大平原和日本。
• 研究发现，平均云速与相关性距离梯度之间存在线性关系。

研究结论

• 光伏发电波动性对电网运行具有潜在影响，需要采取措施进行缓解。
• 地理上分散的光伏系统可以有效地降低发电波动性，即“平滑效应”。
• 研究评估了三种光伏发电波动性模型，其中波动性模型（WVM）因其数据需求低而具有优势。
• 研究提出了一个简单的全球模型来模拟光伏系统的平滑效应，该模型需要进一步验证。
• 研究结果表明，所选模型具有普遍适用性，可以用于评估不同地区光伏系统的波动性。