河北省風(fēng)光氫能源系統(tǒng)的仿真研究及最優(yōu)化匹配分析
發(fā)布時間:2021-01-22 15:32
隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和能源需求的增大,傳統(tǒng)化石燃料的應(yīng)用導(dǎo)致了很多環(huán)境問題,風(fēng)能和太陽能被大力發(fā)展,風(fēng)光氫能源系統(tǒng)成為各國研究的熱點。本研究基于河北某高校的風(fēng)光氫實驗臺建立simulink模型,同時采用序貫蒙特卡羅法從系統(tǒng)層級、天氣狀況和內(nèi)部設(shè)備故障三個方面考慮不確定性因素,建立該系統(tǒng)的隨機(jī)性模型;谏鲜瞿P,通過敏感性分析考察各環(huán)境因素對系統(tǒng)性能的影響規(guī)律,同時改變各參數(shù)條件計算負(fù)荷缺電率(LPSP)和發(fā)電冗余量(PRC)等指標(biāo)進(jìn)行可靠性評價。為得到兼具經(jīng)濟(jì)性和可靠性的配置方案,本研究提出一種HOMER+SA-PSO的優(yōu)化算法用于該系統(tǒng)的優(yōu)化匹配,同時對河北各典型地區(qū)的配置結(jié)果進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明,相比于光伏陣列,風(fēng)力機(jī)的發(fā)電效率較高,但發(fā)電量不足,在環(huán)境因素影響規(guī)律方面,環(huán)境溫度對系統(tǒng)性能的影響最小,除了1月和12月,輻射強度的影響均高于風(fēng)速,從年平均水平上來看,不同環(huán)境因素的影響程度排序為:輻射強度>風(fēng)速>環(huán)境溫度;在系統(tǒng)可靠性方面,光伏發(fā)電系統(tǒng)比風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的可靠性更強,蓄電池對LPSP的影響顯著,氫儲能裝置對其沒有較大影響,但對PRC的消減效果較好,負(fù)荷對...
【文章來源】: 趙政通 河北工程大學(xué)
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
光伏并網(wǎng)系
河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文6為一種可以長期存儲、能量密度非常高且極具環(huán)保效益的儲能方式[21],如果用于風(fēng)光互補系統(tǒng),可以實現(xiàn)長時間的跨季節(jié)蓄能,增強該系統(tǒng)的環(huán)保效益,如果和蓄電池結(jié)合形成混合儲能方式,可大大加強系統(tǒng)的功率輸出穩(wěn)定性,提高能源利用效率。風(fēng)光氫能源系統(tǒng)將風(fēng)能和太陽能發(fā)電系統(tǒng)與儲能裝置結(jié)合,將蓄電池和氫能作為系統(tǒng)的儲能技術(shù),主要包括能量的產(chǎn)生、存儲和消耗三個環(huán)節(jié),一般由以下幾個部分組成:風(fēng)力、光伏發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池、電解槽、儲氫罐、氫燃料電池、逆變器和控制器。風(fēng)光氫能源系統(tǒng)根據(jù)是否并網(wǎng)分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型。離網(wǎng)型風(fēng)光氫能源系統(tǒng)是一種脫離了大電網(wǎng)支撐而獨立運行的電源系統(tǒng),一般應(yīng)用于由于距離和成本而導(dǎo)致電網(wǎng)無法覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)。這種系統(tǒng)擁有自己的閉路系統(tǒng),在該系統(tǒng)內(nèi)部形成完整的系統(tǒng)電路,采用離網(wǎng)型的供電模式,將風(fēng)力機(jī)和光伏陣列的電能通過逆變直接輸送給負(fù)載,將剩余能量以蓄電池和氫能的方式進(jìn)行存儲[22]。并網(wǎng)型風(fēng)光氫能源系統(tǒng)是將系統(tǒng)發(fā)出的電能輸送給電網(wǎng),由電網(wǎng)根據(jù)發(fā)電需求和能力發(fā)放調(diào)度指令的電源系統(tǒng),與離網(wǎng)型相比,系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性更高。離網(wǎng)型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-2所示。圖1-2離網(wǎng)型風(fēng)光氫能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-2Schematicdiagramofoff-gridwind-photovoltaic-hydrogen-storageenergysystemstructure1.2.3.2研究現(xiàn)狀風(fēng)光互補系統(tǒng)作為一種新型高效的可再生能源系統(tǒng)被廣泛研究,它的可行性和適用性也成為一個研究的熱點。SivaramakrishnaN等人[23]提出了一種混合式的風(fēng)
技術(shù)路線圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于模擬退火的地下物流通道網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J]. 劉川昆,陳銘顥,王芷蕓,鹿騰,孫暢. 公路交通科技. 2019(06)
[2]粒子群-電導(dǎo)增量混合算法的光伏MPPT[J]. 朱志國,劉國巍. 激光雜志. 2019(03)
[3]一種風(fēng)光互補蓄電池能量管理系統(tǒng)的設(shè)計與仿真[J]. 王翔,張達(dá)敏,徐開斌,王威,陳偉川. 廈門理工學(xué)院學(xué)報. 2019(01)
[4]模擬退火算法的動力系統(tǒng)模型及收斂性分析[J]. 李元香,項正龍,夏界寧. 計算機(jī)學(xué)報. 2019(06)
[5]一種基于MEA-BP的太陽輻射反演算法[J]. 鄭丹,馬尚昌,張素娟. 氣象科技. 2018(05)
[6]風(fēng)光互補聯(lián)合制氫系統(tǒng)在河北省不同地區(qū)的適用性分析[J]. 楊衛(wèi)華,宋旭飛,蔣康樂,夏倫娣. 節(jié)能. 2018(08)
[7]基于HOMER的風(fēng)光沼儲微電網(wǎng)容量優(yōu)化仿真[J]. 羅赟,郭永喜,楊波. 紅水河. 2018(03)
[8]考慮光儲可持續(xù)帶載能力的配電網(wǎng)可靠性分析[J]. 黃偉,陳伯達(dá),羿應(yīng)棋,張勇軍. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(05)
[9]計及可靠性的電—氣—熱能量樞紐配置與運行優(yōu)化[J]. 羅艷紅,梁佳麗,楊東升,周博文,胡博,楊玲. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(04)
[10]基于PSO和SA多子群分層并行的智能分布式算法[J]. 邱千鈞,肖玉杰,曹淵,于邵禎. 兵器裝備工程學(xué)報. 2017(12)
碩士論文
[1]風(fēng)光互補聯(lián)合制氫系統(tǒng)研究及環(huán)境效益評價[D]. 蔣康樂.河北工程大學(xué) 2018
[2]3kW三相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 周文華.西安科技大學(xué) 2017
[3]風(fēng)電—質(zhì)子交換膜燃料電池聯(lián)合供電系統(tǒng)的特性仿真及能量管理[D]. 朱繼敏.山東大學(xué) 2017
[4]獨立小型風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的仿真研究[D]. 張建飛.河北大學(xué) 2017
[5]風(fēng)光氫儲綜合供電系統(tǒng)優(yōu)化配置與能量管理研究[D]. 劉鵬飛.浙江大學(xué) 2017
[6]基于可信容量的風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)特性研究[D]. 張培.山東大學(xué) 2016
[7]考慮天氣因素的光伏發(fā)電系統(tǒng)可靠性研究[D]. 高揚.華北電力大學(xué) 2016
[8]并網(wǎng)光伏電站中混合儲能的控制與容量優(yōu)化策略的研究[D]. 李嘉琛.太原理工大學(xué) 2014
[9]偏遠(yuǎn)農(nóng)村的離網(wǎng)型風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的仿真與設(shè)計[D]. 陳遠(yuǎn).華中科技大學(xué) 2013
[10]光伏燃料電池混合發(fā)電系統(tǒng)建模及仿真研究[D]. 毛軍科.杭州電子科技大學(xué) 2012
本文編號:2993476
【文章來源】: 趙政通 河北工程大學(xué)
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
光伏并網(wǎng)系
河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文6為一種可以長期存儲、能量密度非常高且極具環(huán)保效益的儲能方式[21],如果用于風(fēng)光互補系統(tǒng),可以實現(xiàn)長時間的跨季節(jié)蓄能,增強該系統(tǒng)的環(huán)保效益,如果和蓄電池結(jié)合形成混合儲能方式,可大大加強系統(tǒng)的功率輸出穩(wěn)定性,提高能源利用效率。風(fēng)光氫能源系統(tǒng)將風(fēng)能和太陽能發(fā)電系統(tǒng)與儲能裝置結(jié)合,將蓄電池和氫能作為系統(tǒng)的儲能技術(shù),主要包括能量的產(chǎn)生、存儲和消耗三個環(huán)節(jié),一般由以下幾個部分組成:風(fēng)力、光伏發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池、電解槽、儲氫罐、氫燃料電池、逆變器和控制器。風(fēng)光氫能源系統(tǒng)根據(jù)是否并網(wǎng)分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型。離網(wǎng)型風(fēng)光氫能源系統(tǒng)是一種脫離了大電網(wǎng)支撐而獨立運行的電源系統(tǒng),一般應(yīng)用于由于距離和成本而導(dǎo)致電網(wǎng)無法覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)。這種系統(tǒng)擁有自己的閉路系統(tǒng),在該系統(tǒng)內(nèi)部形成完整的系統(tǒng)電路,采用離網(wǎng)型的供電模式,將風(fēng)力機(jī)和光伏陣列的電能通過逆變直接輸送給負(fù)載,將剩余能量以蓄電池和氫能的方式進(jìn)行存儲[22]。并網(wǎng)型風(fēng)光氫能源系統(tǒng)是將系統(tǒng)發(fā)出的電能輸送給電網(wǎng),由電網(wǎng)根據(jù)發(fā)電需求和能力發(fā)放調(diào)度指令的電源系統(tǒng),與離網(wǎng)型相比,系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性更高。離網(wǎng)型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-2所示。圖1-2離網(wǎng)型風(fēng)光氫能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-2Schematicdiagramofoff-gridwind-photovoltaic-hydrogen-storageenergysystemstructure1.2.3.2研究現(xiàn)狀風(fēng)光互補系統(tǒng)作為一種新型高效的可再生能源系統(tǒng)被廣泛研究,它的可行性和適用性也成為一個研究的熱點。SivaramakrishnaN等人[23]提出了一種混合式的風(fēng)
技術(shù)路線圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于模擬退火的地下物流通道網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J]. 劉川昆,陳銘顥,王芷蕓,鹿騰,孫暢. 公路交通科技. 2019(06)
[2]粒子群-電導(dǎo)增量混合算法的光伏MPPT[J]. 朱志國,劉國巍. 激光雜志. 2019(03)
[3]一種風(fēng)光互補蓄電池能量管理系統(tǒng)的設(shè)計與仿真[J]. 王翔,張達(dá)敏,徐開斌,王威,陳偉川. 廈門理工學(xué)院學(xué)報. 2019(01)
[4]模擬退火算法的動力系統(tǒng)模型及收斂性分析[J]. 李元香,項正龍,夏界寧. 計算機(jī)學(xué)報. 2019(06)
[5]一種基于MEA-BP的太陽輻射反演算法[J]. 鄭丹,馬尚昌,張素娟. 氣象科技. 2018(05)
[6]風(fēng)光互補聯(lián)合制氫系統(tǒng)在河北省不同地區(qū)的適用性分析[J]. 楊衛(wèi)華,宋旭飛,蔣康樂,夏倫娣. 節(jié)能. 2018(08)
[7]基于HOMER的風(fēng)光沼儲微電網(wǎng)容量優(yōu)化仿真[J]. 羅赟,郭永喜,楊波. 紅水河. 2018(03)
[8]考慮光儲可持續(xù)帶載能力的配電網(wǎng)可靠性分析[J]. 黃偉,陳伯達(dá),羿應(yīng)棋,張勇軍. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(05)
[9]計及可靠性的電—氣—熱能量樞紐配置與運行優(yōu)化[J]. 羅艷紅,梁佳麗,楊東升,周博文,胡博,楊玲. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(04)
[10]基于PSO和SA多子群分層并行的智能分布式算法[J]. 邱千鈞,肖玉杰,曹淵,于邵禎. 兵器裝備工程學(xué)報. 2017(12)
碩士論文
[1]風(fēng)光互補聯(lián)合制氫系統(tǒng)研究及環(huán)境效益評價[D]. 蔣康樂.河北工程大學(xué) 2018
[2]3kW三相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 周文華.西安科技大學(xué) 2017
[3]風(fēng)電—質(zhì)子交換膜燃料電池聯(lián)合供電系統(tǒng)的特性仿真及能量管理[D]. 朱繼敏.山東大學(xué) 2017
[4]獨立小型風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的仿真研究[D]. 張建飛.河北大學(xué) 2017
[5]風(fēng)光氫儲綜合供電系統(tǒng)優(yōu)化配置與能量管理研究[D]. 劉鵬飛.浙江大學(xué) 2017
[6]基于可信容量的風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)特性研究[D]. 張培.山東大學(xué) 2016
[7]考慮天氣因素的光伏發(fā)電系統(tǒng)可靠性研究[D]. 高揚.華北電力大學(xué) 2016
[8]并網(wǎng)光伏電站中混合儲能的控制與容量優(yōu)化策略的研究[D]. 李嘉琛.太原理工大學(xué) 2014
[9]偏遠(yuǎn)農(nóng)村的離網(wǎng)型風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的仿真與設(shè)計[D]. 陳遠(yuǎn).華中科技大學(xué) 2013
[10]光伏燃料電池混合發(fā)電系統(tǒng)建模及仿真研究[D]. 毛軍科.杭州電子科技大學(xué) 2012
本文編號:2993476
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