本文關(guān)鍵詞：計(jì)及可靠性的風(fēng)電場儲能系統(tǒng)容量優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)電場 電池儲能系統(tǒng) 可靠性 容量優(yōu)化 粒子群優(yōu)化算法

【摘要】：風(fēng)電具有隨機(jī)性與間歇性,為平抑風(fēng)電波動對電網(wǎng)的影響,通常需要給風(fēng)電場配置一定容量的儲能系統(tǒng),其中使用較多的為電池儲能系統(tǒng)。電池儲能系統(tǒng)一般由儲能電池模塊、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及濾波環(huán)節(jié)等部分組成,其中儲能電池模塊以及功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的故障率相對較高。當(dāng)儲能電池模塊中的電池儲能單元發(fā)生故障時,不僅會對電池儲能系統(tǒng)的出力造成影響,同時亦可能導(dǎo)致不同電池單元的荷電狀態(tài)值之間產(chǎn)生不平衡現(xiàn)象,從而對電池壽命造成影響。此外,當(dāng)功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)發(fā)生停運(yùn)時亦會導(dǎo)致整個儲能系統(tǒng)無法正常工作。為了分析電池儲能系統(tǒng)可靠性對風(fēng)電場儲能容量優(yōu)化的影響,論文先對儲能電池模塊的可靠性以及功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行建模,然后對計(jì)及電池儲能系統(tǒng)可靠性的電池儲能容量優(yōu)化問題進(jìn)行分析,主要工作可概括如下：1)基于傳統(tǒng)的串并聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型對儲能電池模塊的可靠性進(jìn)行建模。考慮儲能電池模塊內(nèi)部電池單元之間的串并聯(lián)關(guān)系,論文以電池儲能單元“先串聯(lián)后并聯(lián)”結(jié)構(gòu)為例對儲能電池模塊的可靠性進(jìn)行建模,并對儲能電池模塊的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬。2)介紹了功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu),并對功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行建模�？紤]到電解電容的可靠性對功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可靠性影響最大,因此論文主要考慮電解電容的失效對功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的影響,并對功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬。3)介紹了電池儲能系統(tǒng)的充放電特性參數(shù),并從“能量型電池”角度以及“功率型電池”角度對計(jì)及可靠性的電池儲能系統(tǒng)充放電特性進(jìn)行了討論。4)對計(jì)及電池儲能系統(tǒng)可靠性的電池儲能容量進(jìn)行優(yōu)化。首先根據(jù)電池儲能系統(tǒng)的可靠性模型對電池儲能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬,然后針對由儲能電池模塊故障所引起的電荷不平衡問題給出相應(yīng)的平衡策略,最后以最小經(jīng)濟(jì)成本(包括棄風(fēng)成本、能量損失成本、固有投資成本和電池維修成本)為目標(biāo),并通過粒子群優(yōu)化算法對計(jì)及電池儲能系統(tǒng)可靠性的風(fēng)電場電池儲能容量進(jìn)行優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電場 電池儲能系統(tǒng) 可靠性 容量優(yōu)化 粒子群優(yōu)化算法
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614;TK02
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 課題研究背景與意義15-16
• 1.2 儲能技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.1 非電池儲能技術(shù)16-17
• 1.2.2 電池儲能技術(shù)17
• 1.3 儲能容量優(yōu)化研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 儲能電池模塊的可靠性模型21-27
• 2.1 概述21
• 2.2 串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型21-24
• 2.2.1 元件狀態(tài)模型21-22
• 2.2.2 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型22-23
• 2.2.3 并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型23-24
• 2.3 儲能電池模塊的可靠性建模24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的可靠性模型27-33
• 3.1 概述27
• 3.2 影響功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可靠性的因素27-30
• 3.3 功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的可靠性模型30-31
• 3.4 功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的狀態(tài)抽樣31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第四章 電池儲能系統(tǒng)的充放電特性分析33-42
• 4.1 概述33
• 4.2 電池儲能系統(tǒng)的充放電特性參數(shù)33-34
• 4.3 影響電池充放電特性的因素分析34-35
• 4.4 不計(jì)及可靠性時電池充放電特性分析35-38
• 4.4.1 能量型電池的充放電特性35-36
• 4.4.2 功率型電池的充放電特性36-38
• 4.5 計(jì)及可靠性時電池充放電特性分析38-41
• 4.5.1 能量型電池的充放電特性38-40
• 4.5.2 功率型電池的充放電特性40-41
• 4.6 本章小結(jié)41-42
• 第五章 考慮電池儲能系統(tǒng)可靠性的風(fēng)電場儲能容量優(yōu)化42-63
• 5.1 概述42
• 5.2 電池儲能系統(tǒng)的狀態(tài)模擬42-44
• 5.3 計(jì)及可靠性時的電池儲能系統(tǒng)出力模型44
• 5.4 電荷平衡策略44-46
• 5.5 儲能容量優(yōu)化模型46-50
• 5.5.1 風(fēng)功率模擬與風(fēng)電調(diào)度策略46-48
• 5.5.2 基于最小經(jīng)濟(jì)成本的目標(biāo)函數(shù)48-49
• 5.5.3 約束條件49-50
• 5.6 儲能容量優(yōu)化流程50-51
• 5.6.1 粒子群整數(shù)優(yōu)化算法50
• 5.6.2 儲能容量優(yōu)化流程圖50-51
• 5.7 算例分析51-62
• 5.7.1 風(fēng)功率模擬51-52
• 5.7.2 電池儲能系統(tǒng)的可靠性分析52-54
• 5.7.3 電池儲能系統(tǒng)可靠性的影響分析54-61
• 5.7.4 電池儲能模塊輸出電壓的影響分析61-62
• 5.8 本章小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的學(xué)術(shù)成果69

【參考文獻(xiàn)】

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