發(fā)布時間：2019-07-29 20:10

【摘要】：光伏-燃料電池-蓄電池(Photovoltaic-Fuel Cell-Battery System,PV-FCBS)混合系統(tǒng)因能有效解決光伏輸出功率間歇性、波動性問題而得到廣泛關注。準確預測光伏輸出功率間歇隨機性,克服各構成單元利用局限性同時實現(xiàn)各單元間的能量高效管理成為PV-FC-BS應用推廣,有利于設計出更高效儲能元件控制策略以及優(yōu)化確定性調(diào)度,進而更好地平滑光伏發(fā)電的波動。針對PV組件的工作原理與輸出特性,確定PV輸出功率參考軌跡,建立PV輸出功率概率統(tǒng)計模型,為后續(xù)建立半馬爾科夫離散隨機過程模型做數(shù)學準備。針對混合系統(tǒng)各組件功率特性,建立PV-FC-BS的動態(tài)功率流動模型,以及不同運行模式下的混合系統(tǒng)發(fā)電模型,分別構成模型預測控制的控制系數(shù)矩陣中的分塊矩陣,以及混合系統(tǒng)全狀態(tài)模型預測能量管理優(yōu)化策略的預測模型。針對PV輸出功率具有半馬爾科夫特性,基于半馬爾科夫離散隨機過程,建立PV輸出功率概率模型,較快響應PV輸出功率突變,更加準確描述PV輸出功率的間歇隨機性,根據(jù)所確定的PV輸出功率參考軌跡,針對實時預測誤差提出修正方案,實現(xiàn)PV輸出功率的滾動預測,保證PV輸出功率預測的準確性和響應光伏出力突變的快速性。針對傳統(tǒng)能量管理策略中,工作模式轉(zhuǎn)換使系統(tǒng)在預測模型切換過程中穩(wěn)定性難以保證的問題,提出新型BS充放電約束條件,構建全狀態(tài)多輸入多輸出動態(tài)功率交換預測模型。通過將能量管理問題轉(zhuǎn)化為控制優(yōu)化問題,減小算法復雜度且避免模式切換影響,設計動態(tài)預測模型滾動尋優(yōu)方法,實現(xiàn)PV-FC-BS混合系統(tǒng)能量最優(yōu)分配。同時考慮BS使用壽命和充放電效率,提出BS參數(shù)自適應估計算法,提高能量調(diào)度準確性。在MATLAB環(huán)境下分別對光伏半馬爾科夫鏈預測準確性、PV-FC-BS混合系統(tǒng)全狀態(tài)模型預測能量管理優(yōu)化策略進行對比仿真驗證,結(jié)果表明:所提出的光伏預測方法準確度高,針對氣象因素引起的光伏輸出功率突變具有較快的響應能力;所提出的策略優(yōu)化計算量小,能量分配準確,不同應用情形適應性強,可以實現(xiàn)協(xié)同控制和調(diào)度,儲能元件控制策略更高效,優(yōu)化調(diào)度具有更高準確性。
【圖文】：

緒論1 緒論飛速增長使得能源的消耗量越來越大，而目前大量化日益嚴重的破壞。人口的增長使得人們不得不開始尋益增長的需求[1-2]。如圖 1-1 所示，當前溫室氣體的主，發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳的含量為所有溫室氣體中的 38題與環(huán)境問題的根本便在于發(fā)電能源結(jié)構的改革。如比重，就可以顯著地減少溫室氣體的排放，從而改進

圖 1-2 2011-2016 年我國光伏裝機容量統(tǒng)計(單位：GW)我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在過去的十年中得到了蓬勃發(fā)展[15-16]，如圖 1-2 所示，分布電系統(tǒng)的并網(wǎng)滲透率不斷提高，對發(fā)展清潔能源、節(jié)能減排以及可持續(xù)發(fā)展促進作用。然而，云團遮陰導致的輻照度變化、環(huán)境溫度驟變等因素，導致出力具有間歇性、隨機性，直接影響到光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定和功率平衡起光伏發(fā)電系統(tǒng)不可靠、不可控，尤其隨著大電網(wǎng)中分布式光伏系統(tǒng)滲透率，這種問題顯得更為嚴重[17-20]。采用含光伏發(fā)電的混合供電系統(tǒng)合理優(yōu)化調(diào)度，成為改善光伏發(fā)電輸出特性統(tǒng)供電質(zhì)量及電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的有效手段[21-24]。燃料電池可以提供穩(wěn)定速率率，具有低污染氣體排放、高效率和靈活的模塊化結(jié)構等優(yōu)點，被廣泛應用電[25]，受內(nèi)部緩慢電化學和熱力學響應限制，不能快速響應負載瞬變[26-30]。雙向流動且高功率密度的蓄電池可為光伏和燃料電池提供緩沖，，可見光伏、和蓄電池在性能上有較強的互補性[31-33]，光伏-燃料電池-蓄電池(PhotovoltaBattery System, PV-FC-BS)混合系統(tǒng)因能有效解決光伏輸出功率間歇性、波動得到廣泛關注[34-35]。為了平衡光伏輸出功率，進行光伏輸出功率隨機波動性
【學位授予單位】：上海電力學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM61;TM73

【參考文獻】

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本文編號：2520729