【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(dòng)性問(wèn)題而得到廣泛關(guān)注。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)光伏輸出功率間歇隨機(jī)性,克服各構(gòu)成單元利用局限性同時(shí)實(shí)現(xiàn)各單元間的能量高效管理成為PV-FC-BS應(yīng)用推廣,有利于設(shè)計(jì)出更高效儲(chǔ)能元件控制策略以及優(yōu)化確定性調(diào)度,進(jìn)而更好地平滑光伏發(fā)電的波動(dòng)。針對(duì)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(jì)模型,為后續(xù)建立半馬爾科夫離散隨機(jī)過(guò)程模型做數(shù)學(xué)準(zhǔn)備。針對(duì)混合系統(tǒng)各組件功率特性,建立PV-FC-BS的動(dòng)態(tài)功率流動(dòng)模型,以及不同運(yùn)行模式下的混合系統(tǒng)發(fā)電模型,分別構(gòu)成模型預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)能量管理優(yōu)化策略的預(yù)測(cè)模型。針對(duì)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(jī)過(guò)程,建立PV輸出功率概率模型,較快響應(yīng)PV輸出功率突變,更加準(zhǔn)確描述PV輸出功率的間歇隨機(jī)性,根據(jù)所確定的PV輸出功率參考軌跡,針對(duì)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)誤差提出修正方案,實(shí)現(xiàn)PV輸出功率的滾動(dòng)預(yù)測(cè),保證PV輸出功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和響應(yīng)光伏出力突變的快速性。針對(duì)傳統(tǒng)能量管理策略中,工作模式轉(zhuǎn)換使系統(tǒng)在預(yù)測(cè)模型切換過(guò)程中穩(wěn)定性難以保證的問(wèn)題,提出新型BS充放電約束條件,構(gòu)建全狀態(tài)多輸入多輸出動(dòng)態(tài)功率交換預(yù)測(cè)模型。通過(guò)將能量管理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為控制優(yōu)化問(wèn)題,減小算法復(fù)雜度且避免模式切換影響,設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型滾動(dòng)尋優(yōu)方法,實(shí)現(xiàn)PV-FC-BS混合系統(tǒng)能量最優(yōu)分配。同時(shí)考慮BS使用壽命和充放電效率,提出BS參數(shù)自適應(yīng)估計(jì)算法,提高能量調(diào)度準(zhǔn)確性。在MATLAB環(huán)境下分別對(duì)光伏半馬爾科夫鏈預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性、PV-FC-BS混合系統(tǒng)全狀態(tài)模型預(yù)測(cè)能量管理優(yōu)化策略進(jìn)行對(duì)比仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明:所提出的光伏預(yù)測(cè)方法準(zhǔn)確度高,針對(duì)氣象因素引起的光伏輸出功率突變具有較快的響應(yīng)能力;所提出的策略?xún)?yōu)化計(jì)算量小,能量分配準(zhǔn)確,不同應(yīng)用情形適應(yīng)性強(qiáng),可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制和調(diào)度,儲(chǔ)能元件控制策略更高效,優(yōu)化調(diào)度具有更高準(zhǔn)確性。
【圖文】：

緒論1 緒論飛速增長(zhǎng)使得能源的消耗量越來(lái)越大，而目前大量化日益嚴(yán)重的破壞。人口的增長(zhǎng)使得人們不得不開(kāi)始尋益增長(zhǎng)的需求[1-2]。如圖 1-1 所示，當(dāng)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(wèn)題的根本便在于發(fā)電能源結(jié)構(gòu)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(jìn)

圖 1-2 2011-2016 年我國(guó)光伏裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)(單位：GW)我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在過(guò)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(duì)發(fā)展清潔能源、節(jié)能減排以及可持續(xù)發(fā)展促進(jìn)作用。然而，云團(tuán)遮陰導(dǎo)致的輻照度變化、環(huán)境溫度驟變等因素，導(dǎo)致出力具有間歇性、隨機(jī)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(wèn)題顯得更為嚴(yán)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(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用電[25]，受內(nèi)部緩慢電化學(xué)和熱力學(xué)響應(yīng)限制，不能快速響應(yīng)負(fù)載瞬變[26-30]。雙向流動(dòng)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(jiàn)光伏、和蓄電池在性能上有較強(qiáng)的互補(bǔ)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(dòng)得到廣泛關(guān)注[34-35]。為了平衡光伏輸出功率，進(jìn)行光伏輸出功率隨機(jī)波動(dòng)性
【學(xué)位授予單位】：上海電力學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM61;TM73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2520729