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光伏材料和装置将太阳光转化为电能。一个单一的光伏设备被称为电池。
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- Foundations of Data Science 数据科学基础
物理代写|光电技术代写Photovoltaic Technology代考|Organization of the Book
For grid integration of PV system, either compact high-frequency transformer or bulky low frequency transformer is employed in the dc- or ac-side of the PV inverter, respectively, to step up the low output voltage of the PV modules to the grid voltage. Galvanic isolation is provided and the safety is assured with the use of transformer. Because of the high cost and significant loss of the transformer, the PV inverter becomes expensive and poor efficient. To mitigate these problems, the transformer is removed from the PV inverter. The transformerless PV inverter is smaller, cheaper, and higher in efficiency. Various transformerless PV inverter topologies, with different circuit configuration and modulation techniques, have been developed recently. The operating principle and the converter structure are evaluated in Chap. 2. It is expected that the transformerless PV inverter would have great potential for future renewable generation and smart micro grid applications.
Tracking the maximum power of the PV arrays at real time is very important to increase the whole system performance. In the past decades, there are a large number of maximum power point tracking (MPPT) methods have been proposed for PV system, such as constant-voltage tracing method (CVT), perturbation, and observation method (P\&O), incremental conductance method (INC), curve fitting method, look-up table method, and so on. Actually, these conventional methods can track the MPP. But these methods have some drawbacks, like oscillation, miscalculation, poor accuracy, unimodal $P-U$ curves only. To overcome the limitation of these methods, some advanced MPPT methods are introduced in Chap. 3. In Chap. 4, the criteria for assessing the performance of MPPT methods are defined followed by a complete description and discussion of both techniques designed for uniform environmental conditions and those designed for nonuniform environmental conditions.
Most of the conventional MPPT algorithms are incapable to detect global peak power point with the presence of several local peaks. A hybrid particle swarm optimization and artificial neural network (PSO-ANN) algorithm is proposed in Chap. 5 to detect the global peak power. The performance of the proposed algorithm is compared with that of the standard PSO algorithm. The proposed algorithm is tested and verified by hardware experiment. The simulation and the experimental results are compared and discussed in the Chapter.
物理代写|光电技术代写Photovoltaic Technology代考|Centralized Configuration
When a large number of PV modules are interfaced with a single three-phase inverter as shown in Fig. 1d, this configuration is termed as central inverter. The PV modules are connected into series (called strings) to achieve sufficiently high voltage. These PV strings are then made parallel (called arrays) to reach high power level. A blocking diode is connected in series with each PV string branch to avoid reverse current. Central inverter is widely installed in large-scale PV plant. Because of the centralized configuration (with single set of sensors, control platform, and monitoring unit), the central inverter becomes cost-effective for large-scale application. However, the simple configuration comes at a cost of high-level mismatch loss between the PV modules owing to the utilization of a common maximum power point tracking (MPPT) for the entire PV arrays. The power generation loss becomes apparent during the inverter outages. The expansion of the power plant is also difficult to be realized at centralized level.
The conventional central inverter topology is a two-level three-phase full-bridge converter, as indicated in Fig. 2. It is called two-level because it can apply only two voltage levels: the DC supply voltage and the reverse of that voltage. The two-level inverter consists of DC-link capacitors, full-bridge inverter (6 IGBTs) and filters. The central inverter is connected to medium voltage network via a transformer to step up the voltage from LV (e.g., $400 \mathrm{~V}$ ) to MV level (e.g., $11 \mathrm{kV}$ ). To meet higher power requirement, the PV inverter industry, such as ABB PVS800 central inverter [9], introduces a parallel connection directly to the $\mathrm{AC}$ side, enabling power to be fed to the medium voltage network via a single transformer as illustrated in Fig. 3. This avoids the need of individual transformer for each central inverter, reducing the cost and space. Nevertheless, in systems where the DC side needs to he grounded, a separate transformer must he employed for galvanic isolation.
The demand of higher power central inverter (MW range) has been continuously increasing with the emerging large-scale PV plant. Although advanced semiconductors with higher nominal voltage and current capability are available, they are very relatively more expensive with high loss. On the other hand, the high-power central inverter is made possible with multilevel configuration. Because of its reduced voltage derivatives $(\mathrm{d} v / \mathrm{d} t)$ and higher voltage operating capability, the multilevel converter becomes attractive for high power application. The multilevel converter generates increased level at output phase voltage, which leads to higher power quality and reduced switching loss. Nonetheless, the high power quality requires higher complexity of circuit configuration and the corresponding control, which leads to higher initial cost. The three-phase three-level neutral point clamped (3L-NPC) converter and the T-type (3L-T) converter are two widely used converter as shown in Fig. 4 [10]. The NPC and T-type converter modules have been commercialized by several manufacturers such as Semikron, Infineon and Fuji [11].
光电技术代考
物理代写|光电技术代写光伏科技代考|书的组织
对于光伏系统的电网集成，在光伏逆变器的直流侧或交流侧分别使用小型高频变压器或大型低频变压器，将光伏组件的低输出电压提升到电网电压。使用变压器可实现电隔离，保证安全。由于变压器的高成本和显著损耗，光伏逆变器变得昂贵和效率低下。为了缓解这些问题，变压器被从PV逆变器中移除。无变压器的光伏逆变器体积更小，成本更低，效率更高。各种无变压器的光伏逆变器拓扑，具有不同的电路配置和调制技术，最近已经开发出来。第二章评价了该转换器的工作原理和结构。预计无变压器光伏逆变器在未来可再生能源发电和智能微电网应用中具有巨大潜力。实时跟踪光伏阵列的最大功率对提高整个系统的性能非常重要。在过去的几十年里，针对光伏系统提出了大量的最大功率点跟踪(MPPT)方法，如恒电压跟踪法(CVT)、摄动观测法(P＆O)、增量电导法(INC)、曲线拟合法、查表法等。实际上，这些传统方法可以跟踪MPP。但这些方法存在一些缺点，如振荡、计算错误、精度差、仅$P-U$曲线为单峰曲线。为了克服这些方法的局限性，第三章介绍了一些先进的MPPT方法。在第4章中，定义了评估MPPT方法性能的标准，随后对适用于均匀环境条件和适用于非均匀环境条件的技术进行了完整的描述和讨论
在存在多个局部峰值的情况下，大多数传统的MPPT算法都无法检测到全局峰值功率点。第五章提出了一种混合粒子群优化和人工神经网络(PSO-ANN)算法来检测全局峰值功率。并与标准粒子群算法的性能进行了比较。通过硬件实验验证了算法的正确性。本章对模拟结果和实验结果进行了比较和讨论
物理代写|光电技术代写光伏技术代考|集中配置
如图1d所示，当大量光伏模块与单个三相逆变器连接时，这种配置称为中心逆变器。PV模块连接成串联(称为串)以获得足够高的电压。这些PV串然后被并联(称为阵列)以达到高功率水平。阻塞二极管与每个PV串支路串联，以避免反向电流。中央逆变器广泛安装在大型光伏电站中。由于集中配置(单组传感器、控制平台和监控单元)，中央逆变器在大规模应用中具有较高的性价比。然而，由于对整个光伏阵列使用了通用的最大功率点跟踪(MPPT)，这种简单的配置以光伏模块之间的高级别失配损失为代价。在逆变器停机期间，发电损失变得明显。发电厂的扩建也很难在集中的层面上实现
传统的中心逆变器拓扑是一个两电平三相全桥变换器，如图2所示。它被称为两电平，因为它只能应用两个电压电平:直流电源电压和该电压的反向电压。两电平逆变器由直流连接电容、全桥逆变器(6个igbt)和滤波器组成。中央逆变器通过变压器连接到中压网络，将电压从LV(如$400 \mathrm{~V}$)升到MV(如$11 \mathrm{kV}$)。为了满足更高的功率要求，光伏逆变器行业，如ABB PVS800中央逆变器[9]，引入了直接到$\mathrm{AC}$侧的并联连接，使功率通过单个变压器馈电到中压网络，如图3所示。这避免了每个中央逆变器需要单独的变压器，减少了成本和空间。然而，在直流侧需要接地的系统中，必须使用单独的变压器进行电隔离
随着大规模光伏电站的出现，对功率更高的中央逆变器(MW范围)的需求不断增加。虽然先进的半导体具有较高的标称电压和电流能力，但它们相对昂贵，损耗高。另一方面，大功率中央逆变器通过多级配置成为可能。由于其降低的电压导数$(\mathrm{d} v / \mathrm{d} t)$和更高的电压操作能力，多电平转换器成为高功率应用的吸引力。多电平变换器在输出相电压时产生更高的电平，从而提高电能质量，减少开关损耗。然而，高功率质量对电路配置和相应控制的要求较高，导致初始成本较高。三相三电平中性点箝位(3L-NPC)转换器和t型(3L-T)转换器是两种广泛应用的转换器，如图4[10]所示。NPC和t型转换器模块已被几家制造商商业化，如赛米龙，英飞凌和富士[11]
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金融工程代写
金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题，以及设计新的和创新的金融产品。
非参数统计代写
非参数统计指的是一种统计方法，其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型；这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。
广义线性模型代考
广义线性模型（GLM）归属统计学领域，是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。
术语 广义线性模型（GLM）通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归，以及方差分析和方差分析（仅含固定效应）。
有限元方法代写
有限元方法（FEM）是一种流行的方法，用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。
有限元是一种通用的数值方法，用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程（即一些边界值问题）。为了解决一个问题，有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分，称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的，它是通过构建对象的网格来实现的：用于求解的数值域，它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统，以模拟整个问题。然后，有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。
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随机分析代写
随机微积分是数学的一个分支，对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。
时间序列分析代写
随机过程，是依赖于参数的一组随机变量的全体，参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现，其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值（如1秒，5分钟，12小时，7天，1年），因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中，往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录，以得到其自身发展的规律。
回归分析代写
多元回归分析渐进（Multiple Regression Analysis Asymptotics）属于计量经济学领域，主要是一种数学上的统计分析方法，可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系，在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。
MATLAB代写
MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。