本文關鍵詞：風光柴蓄混合能源系統(tǒng)優(yōu)化設計

  更多相關文章： 最大功率點跟蹤 優(yōu)化設計 系統(tǒng)年度缺電率 系統(tǒng)全壽命周期成本

【摘要】：風光柴蓄混合能源系統(tǒng)因包括風力發(fā)電機、光伏板和變頻直流柴油發(fā)電機三種能量來源,以及蓄電池做儲能設備,可以彌補單獨風力或光伏發(fā)電帶來的隨機性和偶然性等不確定因素造成的系統(tǒng)供電不穩(wěn)定,可靠性低的缺點。本系統(tǒng)中采用變頻直流柴油發(fā)電機做應急電源,降低系統(tǒng)投資運營成本。本文主要對風光柴蓄混合能源系統(tǒng)進行建模與優(yōu)化研究,通過動態(tài)仿真系統(tǒng)年運行狀況驗證系統(tǒng)配置的正確性。首先闡述了風光柴蓄混合能源系統(tǒng)各組成部分:風力發(fā)電機、光伏板、蓄電池和變頻直流柴油發(fā)電機的工作原理及輸入輸出特性,在此基礎上建立對應的數(shù)值分析模型。為了獲得風力發(fā)電機、光伏板的最大輸出功率,對比分析了其MPPT(Maximum Power Point Tracking)最大功率點跟蹤控制策略。在上述研究的基礎上根據(jù)風光柴蓄混合能源系統(tǒng)各個部件間的能量關系,建立風光柴蓄混合能源系統(tǒng)模型。然后,根據(jù)系統(tǒng)供電可靠性和成本最優(yōu)化要求提出以可靠性指標系統(tǒng)年度缺電率LPSP(the Loss of power Supply Probability)和以系統(tǒng)全壽命周期成本LCC(the Life Cycle Cost)為目標函數(shù)的優(yōu)化目標。根據(jù)系統(tǒng)特性,分別采用自動搜索匹配算法和遺傳算法進行系統(tǒng)優(yōu)化設計,其中自動搜索算法因數(shù)據(jù)量少,計算簡潔,遺傳算法不同之處在于,將能源調(diào)度策略的非線性因素考慮在內(nèi),可以更大化利用風力發(fā)電機、光伏板和變頻直流柴油發(fā)電機產(chǎn)生的能量,從而進一步降低系統(tǒng)運營成本。最后,為了保證用戶負載用電可靠性,需預測出全年8760小時逐時數(shù)據(jù),進行系統(tǒng)優(yōu)化配置計算,即首先根據(jù)已有風速、光輻射資料進行數(shù)據(jù)預測。在此基礎上,采用自動搜索匹配算法進行配置優(yōu)化,分別得出不同可靠性LPSP的系統(tǒng)優(yōu)化。由于自動搜索匹配算法只對系統(tǒng)的投資成本進行優(yōu)化,實際上在系統(tǒng)運行時,在風力發(fā)電機和光伏板不能供給用戶負載時,如何選擇柴油機和蓄電池供電,是一個非線性問題,因此采用了改進能量調(diào)度策略的遺傳算法進行研究,通過仿真所得優(yōu)化下風光柴蓄混合能源系統(tǒng)的年工作狀況,對比分析了兩種算法所得配置的正確性及適用性,能夠滿足系統(tǒng)的生命周期成本最低化和用戶可靠性要求。
【關鍵詞】：最大功率點跟蹤 優(yōu)化設計 系統(tǒng)年度缺電率 系統(tǒng)全壽命周期成本
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM61
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-17
• 第二章 風光柴蓄混合能源系統(tǒng)建模17-40
• 2.1 風光柴蓄混合能源系統(tǒng)總體結構17-19
• 2.2 風力發(fā)電機模型19-26
• 2.2.1 風力發(fā)電機分類及特點19-20
• 2.2.2 風力發(fā)電機工作原理及最大功率點控制策略20-23
• 2.2.3 風力發(fā)電機數(shù)值分析模型23-26
• 2.3 光伏板模型26-32
• 2.3.1 光伏板工作原理26-27
• 2.3.2 光伏板傾角優(yōu)化與最大功率點控制策略27-32
• 2.3.3 光伏板數(shù)值分析模型32
• 2.4 變頻直流柴油發(fā)電機模型32-34
• 2.4.1 變頻直流柴油發(fā)電機工作原理32-33
• 2.4.2 變頻直流柴油發(fā)電機數(shù)值分析模型33-34
• 2.5 蓄電池組件34-35
• 2.5.1 蓄電池充放電指標34-35
• 2.5.2 表征蓄電池特性的數(shù)值分析模型35
• 2.6 風光柴蓄混合能源系統(tǒng)模型35-39
• 2.7 本章小結39-40
• 第三章 風光柴蓄混合能源系統(tǒng)優(yōu)化設計40-55
• 3.1 系統(tǒng)優(yōu)化設計模型40-42
• 3.1.1 基于生命周期成本的目標函數(shù)的確立40-41
• 3.1.2 基于可靠性優(yōu)化設計的約束函數(shù)的確立41-42
• 3.2 風光柴蓄混合能源系統(tǒng)優(yōu)化算法研究42-51
• 3.2.1 自動搜索匹配算法42-46
• 3.2.2 遺傳算法46-51
• 3.3 風速、太陽輻射預測方法研究51-54
• 3.3.1 基于四參數(shù)法的風速預測方法51-53
• 3.3.2 太陽輻射預測方法53-54
• 3.4 本章小結54-55
• 第四章 風光柴蓄混合能源系統(tǒng)的優(yōu)化設計仿真分析55-66
• 4.1 風速、太陽輻射逐時氣象數(shù)據(jù)預測仿真55-58
• 4.2 風光柴蓄混合能源系統(tǒng)配置仿真分析58-64
• 4.2.1 風力發(fā)電機輸入輸出模塊58-59
• 4.2.2 光伏板輸入輸出模塊59
• 4.2.3 變頻直流柴油發(fā)電機和蓄電池輸入輸出模塊59-60
• 4.2.4 風光柴蓄混合能源系統(tǒng)配置結果分析及驗證60-64
• 4.3 本章小結64-66
• 第五章 總結與展望66-68
• 5.1 總結66-67
• 5.2 展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀碩士學位期間取得的成果72-73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王群京;王濤;李國麗;;小型風光互補MPPT控制的研究[J];電氣傳動;2009年05期

2 陳桂蘭,孫曉,李然;光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制[J];電子技術應用;2001年08期

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 商執(zhí)一;風光柴蓄復合發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真技術研究[D];北京交通大學;2010年

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本文編號：1072394