【摘要】：當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,人們對(duì)電力能源的需求日益增長(zhǎng),一些海島等邊遠(yuǎn)地區(qū)未與大電網(wǎng)連接,僅靠柴油機(jī)發(fā)電滿足部分負(fù)荷需求,不但發(fā)電成本高而且污染環(huán)境,印度尼西亞的Bawean島就是典型例子。風(fēng)光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)可有效整合風(fēng)力、光伏和柴油機(jī)發(fā)電的優(yōu)勢(shì),可顯著提高供電的可靠性,降低發(fā)電的成本,并減少污染物的排放,是對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的有效補(bǔ)充。微網(wǎng)的優(yōu)化配置對(duì)微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性及環(huán)保性具有重要意義。本文以印度尼西亞的Bawean島為例,對(duì)其風(fēng)光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并采用HOMER軟對(duì)優(yōu)化配置進(jìn)行了仿真模擬,主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,研究了風(fēng)光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型,風(fēng)機(jī)、光伏、柴油機(jī)和蓄電池的工作原理及分類,建立了風(fēng)機(jī)、光伏、柴油機(jī)和蓄電池的功率模型。接著,分析了Bawean島上的風(fēng)資源和光資源的分布情況,論述了Bawean島上的發(fā)電現(xiàn)狀、線路現(xiàn)狀和負(fù)荷現(xiàn)狀,為后續(xù)微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化配置研究提供了數(shù)據(jù)支撐。Bawean島無(wú)電網(wǎng)連接,僅靠柴油發(fā)電機(jī)為島上負(fù)荷供電,發(fā)電設(shè)備落后、發(fā)電成本高,負(fù)荷需求較大,急需建設(shè)經(jīng)濟(jì)環(huán)保的發(fā)電設(shè)備。島上年平均風(fēng)速5.2m/s,年平均太陽(yáng)能輻射量達(dá)1 984kWh/m~2,風(fēng)、光資源豐富。然后,設(shè)計(jì)了Bawean島的微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),確定了風(fēng)機(jī)和光伏陣列的最佳布置方式,初步選定了風(fēng)機(jī)、光伏和蓄電池的最佳類型和規(guī)格:500kW的風(fēng)機(jī)、高效單晶硅295Wp的光伏組件和經(jīng)濟(jì)性最佳的磷酸鐵鋰蓄電池設(shè)備,設(shè)計(jì)了以風(fēng)力、光伏發(fā)電為主,蓄電池、柴油機(jī)為輔,盡量利用可再生能源的控制策略。最后,應(yīng)用HOMER軟件對(duì)微網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行具體優(yōu)化配置和敏感因素分析,確定了風(fēng)速和燃料成本為優(yōu)化配置的最為敏感因素,得到了Bawean島風(fēng)光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的的最優(yōu)配置方案:安裝295Wp單晶硅光伏3 067.36kWp,500kW風(fēng)機(jī)10臺(tái),柴油發(fā)電機(jī)3 700kW,磷酸鐵鋰蓄電池3 200kWh,雙向變換器2 000kW;在該配置方案下系統(tǒng)的總凈現(xiàn)成本和單位供電成本最低,分別為20 806.5萬(wàn)元和1.029元/kWh。
【圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文第 2 章 風(fēng)光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確定是微網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的核心，也是微網(wǎng)系置的基礎(chǔ)和前提。微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇對(duì)微網(wǎng)的容量確定、電壓等的選擇以及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生很大影響。下面對(duì)風(fēng)光柴儲(chǔ)微構(gòu)以及系統(tǒng)中各發(fā)電單元進(jìn)行介紹。光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電單元、光伏發(fā)電單元、柴油發(fā)電機(jī)變器、變流器、PCS 及能量管理系統(tǒng)等組成，如圖 2-1 所示。

中型風(fēng)力機(jī)（100kW—1000kW）、大型風(fēng)力機(jī)（1000kW 以風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)主軸與地面相對(duì)位置可分為水平軸式風(fēng)機(jī)和垂直力方式可分成升力型風(fēng)機(jī)和阻力型風(fēng)機(jī)。根據(jù)槳葉數(shù)量分類三葉片和多葉片型風(fēng)機(jī)，，目前三葉片風(fēng)機(jī)是風(fēng)力發(fā)電的主方向分為上風(fēng)向型風(fēng)機(jī)即葉輪正面迎著風(fēng)向和下風(fēng)向型風(fēng)種類型。根據(jù)功率傳遞的機(jī)械連接方式分為有齒輪箱型風(fēng)機(jī)機(jī)。根據(jù)槳葉接受風(fēng)能的功率調(diào)節(jié)方式分為定槳距型風(fēng)機(jī)、速型風(fēng)機(jī)。根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速是否恒定分為恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)和變力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)類型分為同步發(fā)電機(jī)型風(fēng)機(jī)和異步發(fā)電型風(fēng)電場(chǎng)的主流風(fēng)機(jī)為水平軸、三葉片、變槳距、上風(fēng)向、，其主要由風(fēng)輪、吊艙、塔架和基礎(chǔ)等部分組成。風(fēng)輪和吊內(nèi)的所有部件安裝在主機(jī)架上，主機(jī)架通過(guò)軸承與塔架頂端統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，相對(duì)于塔架軸線旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)輪和機(jī)艙隨著風(fēng)向固定在基礎(chǔ)上，將作用于風(fēng)輪上的各種載荷傳遞到基礎(chǔ)上。圖 2-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM61;TM73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2592666