【摘要】：目前傳統(tǒng)化石能源缺乏問題凸顯,人們對使用清潔能源的呼聲越來越大,各國已開始研究和使用清潔能源,用以緩解化石能源緊缺的壓力。風(fēng)能和太陽能是可再生能源,清潔無污染,近年來風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)得到了大力發(fā)展,但利用風(fēng)能和太陽能發(fā)電極易受到環(huán)境因素影響,風(fēng)、光發(fā)電輸出功率具有波動性和隨機(jī)性,導(dǎo)致發(fā)出的電能質(zhì)量不高,而以超級電容為基礎(chǔ)的儲能裝置具備短時間儲存或釋放大功率的能力,可以用于平抑風(fēng)光發(fā)電的功率波動,提高風(fēng)光發(fā)電質(zhì)量。因此,本文以高效利用自然資源,減小新能源發(fā)電并網(wǎng)波動為目的展開研究。首先,分別分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池的組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理以及工作特性,通過數(shù)據(jù)分析指明風(fēng)能和太陽能在時間和空間上存在能量互補(bǔ)特性,可以進(jìn)行混合互補(bǔ)發(fā)電。分析了超級電容器的組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理以及工作特性,指出超級電容器具有平抑風(fēng)光混合發(fā)電輸出功率,提高風(fēng)光混合發(fā)電質(zhì)量的作用,可以與風(fēng)光混合發(fā)電結(jié)合形成風(fēng)光儲混合發(fā)電系統(tǒng)。進(jìn)而使用Matlab/Simulink平臺分別對風(fēng)、光、儲三個子系統(tǒng)建模并通過仿真驗(yàn)證了模型正確性,利用子系統(tǒng)模型組合搭建了風(fēng)光儲混合發(fā)電系統(tǒng)的整體模型架構(gòu)。其次,以"風(fēng)力發(fā)電,光伏互補(bǔ),儲能平抑"的控制思想設(shè)計(jì)風(fēng)、光、儲系統(tǒng)的控制模塊。其中,風(fēng)力發(fā)電的功率控制過程中,使用基于受限李雅普諾夫方法的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)方法設(shè)計(jì)控制器,控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率跟蹤給定功率曲線發(fā)電,通過對比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制器的先進(jìn)性與適用性;光伏發(fā)電過程中,使用支持向量機(jī)(SVM)回歸方法,在不需要得知光伏陣列內(nèi)部構(gòu)造的情況下訓(xùn)練得出光伏陣列輸入輸出對應(yīng)關(guān)系,用來對光伏陣列最大輸出功率進(jìn)行預(yù)測;儲能平抑過程中,對于風(fēng)光混合發(fā)電輸出功率數(shù)據(jù),使用滑窗平均算法進(jìn)行計(jì)算,得出風(fēng)光混合發(fā)電輸出理想功率曲線,使用雙環(huán)PI控制的方法快速控制儲能功率雙向流動,平抑風(fēng)光混合發(fā)電功率至理想曲線。最后,搭建風(fēng)光儲混合發(fā)電整體模型,將模擬真實(shí)自然環(huán)境得到的風(fēng)速、太陽照度、環(huán)境溫度數(shù)據(jù),輸入風(fēng)光儲模型,經(jīng)過仿真計(jì)算,得到風(fēng)光儲混合出力后的輸出功率曲線,分析仿真結(jié)果可以得出:利用風(fēng)能、太陽能互補(bǔ)原理,利用超級電容平抑能力,使用合理恰當(dāng)?shù)目刂品椒?可以高效的利用自然資源,有效抑制由于環(huán)境因素帶來的發(fā)電功率波動。
【圖文】：

特性逡逑多數(shù)能源都來自于太陽，風(fēng)能就是其中之一。致冷熱不均，熱空氣膨脹密度變小向上方移空氣在地表向低壓帶移動，如此形成空氣的是一種通過扇葉的轉(zhuǎn)動將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，，的一種電力設(shè)備。目前，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分為鼠籠式異步發(fā)電機(jī)繞、線式異步發(fā)電機(jī)、現(xiàn)代又興起了一些新型發(fā)電機(jī)如開關(guān)磁阻發(fā)刷直流發(fā)電機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)、全永磁懸［２３］。逡逑電機(jī)由風(fēng)輪、變槳系統(tǒng)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、如圖２－１所示。逡逑變槳系統(tǒng)逡逑

文獻(xiàn)［２５］中給出了某地實(shí)測的一年中風(fēng)能、太陽能能量分布情況，如圖２－３所逡逑不。逡逑８邋＊邐逡逑１邐Ｉ邋ｒ邋ｇ邐邐１逡逑㈧：：ａｎ丨、．逡逑：ＬｌＳ＿ＳＩ＿逡逑Ｉ２Ｓ４Ｓ６７８９邐１０邐１１邐１２逡逑時間月逡逑圖２－３風(fēng)能、太陽能能量分布圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ２－３邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ａｂｏｕｔ邋ｗｉｎｄ邋ｅｎｅｒｇｙ，邋ｓｏｌａｒ邋ｅｎｅｒｇｙ逡逑圖２－３中可以看出，風(fēng)能和太陽能在每個月份中也存在互補(bǔ)現(xiàn)象，七月左右太逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2522539