【摘要】：風力發(fā)電和光伏發(fā)電大規(guī)模接入電網(wǎng)一方面緩解了能源不足問題,另一方面也給電網(wǎng)帶來了功率波動、調(diào)度困難、可靠性降低等諸多問題。為了解決上述問題,電力儲能在可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中的應用以及相應的控制策略逐漸成為了日前社會研究的熱點。本文主要探索混合儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)應用的價值,以利用混合儲能平抑風光聯(lián)合發(fā)電輸出功率的波動和跟蹤風光聯(lián)合發(fā)電的計劃為例,研究了對應的控制策略及相關算法,通過控制儲能系統(tǒng)輸出功率,使風光儲微電網(wǎng)滿足輸出功率的波動指標要求和較好的跟蹤電站發(fā)電計劃;實現(xiàn)服務于電力系統(tǒng)調(diào)度、減輕可再生能源發(fā)電對電網(wǎng)的影響、提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性的目的。針對應用儲能系統(tǒng)解決風光聯(lián)合型微電網(wǎng)功率波動性的問題,首先通過探究常見電力儲能的動態(tài)響應選取了超級電容和鉛酸蓄電池作為混合儲能系統(tǒng)的構(gòu)成元件,然后提出了一種基于混合儲能電池荷電狀態(tài)(SOC,State of Charge)分級優(yōu)化的平抑波動的控制策略,兼顧功率型儲能器件與能量型儲能器件的優(yōu)勢,設計了優(yōu)化控制層和協(xié)調(diào)控制層兩級平抑的自適應能量管理系統(tǒng),結(jié)合了超級電容器與蓄電池SOC狀態(tài)的分級反饋控制,一方面大大降低了原始的風光聯(lián)合發(fā)電輸出功率的波動,另一方面還實現(xiàn)了蓄電池在合理范圍內(nèi)的出力,減小了蓄電池的損耗。最終通過算例仿真進行了驗證。針對應用儲能系統(tǒng)解決跟蹤風光聯(lián)合型微電網(wǎng)發(fā)電計劃的問題,首先利用線性外推移動平均算法實時遞推預測風光聯(lián)合發(fā)電的輸出功率,其次通過在控制系統(tǒng)中設置儲能協(xié)調(diào)控制層反饋模塊,從而實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的實時發(fā)電控制。最終通過合成風光發(fā)電的原始輸出功率與儲能系統(tǒng)的實時出力,實現(xiàn)跟蹤發(fā)電的目的。通過MATLAB/SIMULINK分別對比了本文的線性外推移動平均算法與傳統(tǒng)的線性趨勢外推算法,證明了本文算法可以提高風光發(fā)電超短期預測的準確率與合格率。另一方面對比了傳統(tǒng)的實測功率曲線與本文優(yōu)化算法的合成輸出曲線,證明了基于本文算法的跟蹤出力效果更接近發(fā)電系統(tǒng)的計劃曲線。
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM614
【圖文】：

最終輸送到發(fā)電機完成風力發(fā)電。而直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機由于具有效率高、噪音低、壽命長，逡逑機組體積小等諸多優(yōu)點，被廣泛用于風力發(fā)電系統(tǒng)中。圖２－１所示為直驅(qū)永磁同步風機的拓撲結(jié)逡逑構(gòu)。其中風機從空氣流中獲得的輸出功率由方程式組２－丨可以得到［４２４１：逡逑Ｐ＾ｌ－ｐＡ＾Ｃｐ｛Ａ，Ｐ）逡逑Ａ邋＝邋ｔｔＲ２逡逑１１６逡逑＜邋Ｃｐ（Ａ，ｊ３）＾０．２２（—－０．４ｊ３－５）ｅ邋＾邐（２－１）逡逑ｖ逡逑１邋＿邐１邐０．０３５逡逑Ａ，邋￣邋Ａ邋＋邋０．０８Ｊ３邋ｐｚ邋＋邋＼逡逑式中：ｄ為槳葉掃略面積（ｍ２）；邋ｐ為空氣密度（ｋｇ／ｍ３）；邋■＾為風機槳葉半徑（ｎｉ）；邋Ｖ為逡逑風速（ｍ／ｓ）；邋Ｃｐ為貝茲風能利用系數(shù)，表征風力機的風能捕獲能力，其理論最大值為１６／２７：逡逑Ａ為葉尖速比；／？為槳距角（。）；為轉(zhuǎn)子角速度（ｒａｄ／ｓ）。逡逑

邐￣＾ｖ逡逑圖２－２風力發(fā)電輸出功率的特性曲線逡逑圖２－２為風力發(fā)電輸出功率的特性曲線，其中ＶＣ，為風機切入速度；ｖｒ為風機額定風速；ｖｃ。逡逑為風機切出風速；Ｐｒ為風機額定輸出功率。由圖２－２可以得到風機輸出功率與風速之間的分段函逡逑數(shù)邋２－２：逡逑０邐ｖ邋＜邋ｖｃ＾Ｌｖ邋＞邋ｖｃｏ逡逑Ｐ邋＝邋＇邐ｖｃｉ＜ｖ＜ｖｒ邐（２－２）逡逑Ｐｒ邐ｖｒ＜ｖ＜ｖｃｏ逡逑２．邋２光伏發(fā)電的組成及特性逡逑光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光伏組件方陣及蓄電池組等輔助設備將太陽的轄射能轉(zhuǎn)化為電能的系逡逑統(tǒng)［４４］。其中光伏組件方陣是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心器件，它是由大量的光伏電池組合在一起形成的。逡逑單個的光伏電池的等效電路模型如圖２－３所示：逡逑Ｉ逡逑邐邋１邋—邋□——°逡逑個邐Ｒｓ逡逑Ｉｐｈ邐Ｉｄ、，邐Ｉｓｈ、，逡逑ｂ邋＇＇邋ｎ邋ＲＳｈ邐ｖ0ｃ逡逑邐邐邐0逡逑圖２－３光伏電池等效電路模型逡逑圖２－３中Ｕ為光生電流，當光照強度和光伏電池面積一定時，其可等效為恒定電流源；

【參考文獻】

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本文編號：2717299