【摘要】：當今社會經(jīng)濟飛速發(fā)展,人們對電力能源的需求日益增長,一些海島等邊遠地區(qū)未與大電網(wǎng)連接,僅靠柴油機發(fā)電滿足部分負荷需求,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。風光柴儲微網(wǎng)系統(tǒng)可有效整合風力、光伏和柴油機發(fā)電的優(yōu)勢,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,是對傳統(tǒng)電網(wǎng)的有效補充。微網(wǎng)的優(yōu)化配置對微網(wǎng)的經(jīng)濟性、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,對其風光柴儲微網(wǎng)系統(tǒng)進行了設計,并采用HOMER軟對優(yōu)化配置進行了仿真模擬,主要研究內(nèi)容如下:首先,研究了風光柴儲微網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型,風機、光伏、柴油機和蓄電池的工作原理及分類,建立了風機、光伏、柴油機和蓄電池的功率模型。接著,分析了Bawean島上的風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島無電網(wǎng)連接,僅靠柴油發(fā)電機為島上負荷供電,發(fā)電設備落后、發(fā)電成本高,負荷需求較大,急需建設經(jīng)濟環(huán)保的發(fā)電設備。島上年平均風速5.2m/s,年平均太陽能輻射量達1 984kWh/m~2,風、光資源豐富。然后,設計了Bawean島的微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),確定了風機和光伏陣列的最佳布置方式,初步選定了風機、光伏和蓄電池的最佳類型和規(guī)格:500kW的風機、高效單晶硅295Wp的光伏組件和經(jīng)濟性最佳的磷酸鐵鋰蓄電池設備,設計了以風力、光伏發(fā)電為主,蓄電池、柴油機為輔,盡量利用可再生能源的控制策略。最后,應用HOMER軟件對微網(wǎng)系統(tǒng)進行具體優(yōu)化配置和敏感因素分析,確定了風速和燃料成本為優(yōu)化配置的最為敏感因素,得到了Bawean島風光柴儲微網(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風機10臺,柴油發(fā)電機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20 806.5萬元和1.029元/kWh。
【圖文】：

華北電力大學碩士學位論文第 2 章 風光柴儲微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光柴儲微網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確定是微網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃設計的核心，也是微網(wǎng)系置的基礎和前提。微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇對微網(wǎng)的容量確定、電壓等的選擇以及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行都會產(chǎn)生很大影響。下面對風光柴儲微構(gòu)以及系統(tǒng)中各發(fā)電單元進行介紹。光柴儲微網(wǎng)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)光柴儲微網(wǎng)系統(tǒng)主要由風力發(fā)電單元、光伏發(fā)電單元、柴油發(fā)電機變器、變流器、PCS 及能量管理系統(tǒng)等組成，如圖 2-1 所示。

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

【參考文獻】

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本文編號：2592666