本文關(guān)鍵詞：混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略與容量?jī)?yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)電波動(dòng) 混合儲(chǔ)能系統(tǒng) SOC反饋控制 儲(chǔ)能容量 粒子群算法

【摘要】：近年來(lái),隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷成熟和快速發(fā)展,風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響也日益受到關(guān)注。風(fēng)能具有清潔、高儲(chǔ)量等優(yōu)點(diǎn),成為目前最具大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用潛力的能源。但是由于風(fēng)電功率具有波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn),使得風(fēng)電并網(wǎng)給電網(wǎng)帶來(lái)了電能質(zhì)量,系統(tǒng)可靠性等一系列問(wèn)題。而儲(chǔ)能系統(tǒng)則是有效平抑風(fēng)電功率波動(dòng),提高風(fēng)電利用率的有效途徑,成為研究熱點(diǎn)。在此背景下,本文從風(fēng)電功率波動(dòng),儲(chǔ)能技術(shù)介紹,混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略以及儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置等方面進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容如下：首先,本文對(duì)風(fēng)電功率波動(dòng)進(jìn)行了研究分析,結(jié)合國(guó)家風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),以實(shí)際風(fēng)電場(chǎng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),從波動(dòng)極值以及概率的角度分析了風(fēng)電功率波動(dòng)情況。結(jié)果表明風(fēng)電輸出功率的1min波動(dòng)量不滿(mǎn)足國(guó)家風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)而10min波動(dòng)量滿(mǎn)足并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),且1min波動(dòng)量在小波動(dòng)值范圍概率分布較大,從而驗(yàn)證了平抑風(fēng)電功率波動(dòng)的必要性。介紹了目前技術(shù)成熟的幾種儲(chǔ)能技術(shù),并從工作原理以及各類(lèi)技術(shù)性角度對(duì)各種儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行分析,結(jié)合各類(lèi)儲(chǔ)能介質(zhì)的優(yōu)缺點(diǎn)驗(yàn)證了單一儲(chǔ)能介質(zhì)的局限性,為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的引入提供了實(shí)證基礎(chǔ)。然后,本文提出了一種基于儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)(State of Charge, SOC)反饋控制的儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略。該策略在保證風(fēng)電平抑效果的前提下,根據(jù)儲(chǔ)能的荷電狀態(tài)來(lái)調(diào)整期望輸出功率,從而達(dá)到優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),避免深充深放的目的。對(duì)于混合儲(chǔ)能系統(tǒng),提出了采用滑動(dòng)濾波原理對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)總功率進(jìn)行高低頻分解,并將分解出來(lái)的高低頻功率作為蓄電池和超級(jí)電容器的初始充放電功率,并利用蓄電池的SOC進(jìn)行反饋調(diào)整。然后提出了綜合考慮蓄電池和超級(jí)電容器荷電狀態(tài)的二次調(diào)整策略來(lái)優(yōu)化超級(jí)電容器的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)算例驗(yàn)證,該控制策略很好的優(yōu)化了混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。最后,本文提出了一種針對(duì)蓄電池-超級(jí)電容器的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化配置方法。該方法綜合考慮平抑效果與儲(chǔ)能容量成本之間的對(duì)立關(guān)系,同時(shí)引入風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)能量與平抑功率不足的影響,以經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)建立了基于蓄電池和超級(jí)電容器的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化模型。該目標(biāo)函數(shù)由儲(chǔ)能系統(tǒng)基礎(chǔ)成本和運(yùn)行成本構(gòu)成,分別反映了儲(chǔ)能系統(tǒng)的購(gòu)買(mǎi)、0安置費(fèi)用以及在平抑風(fēng)電功率波動(dòng)過(guò)程中不合理運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性成本。結(jié)合功率和能量等約束條件構(gòu)建了優(yōu)化模型。應(yīng)用粒子群算法進(jìn)行求解驗(yàn)證。最后采用了風(fēng)功率波動(dòng)量、風(fēng)電功率輸出偏差率以及SOC合理比例范圍三種評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電波動(dòng) 混合儲(chǔ)能系統(tǒng) SOC反饋控制 儲(chǔ)能容量 粒子群算法
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM912;TM53;TM614
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 全球風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 中國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 風(fēng)電功率波動(dòng)及其對(duì)電網(wǎng)的影響17
• 1.3.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略的研究17-18
• 1.3.3 儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置的研究18-19
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容19-22
• 第2章 風(fēng)電功率波動(dòng)研究及儲(chǔ)能技術(shù)22-30
• 2.1 風(fēng)電功率波動(dòng)指標(biāo)及風(fēng)電波動(dòng)分析22-25
• 2.1.1 風(fēng)功率波動(dòng)指標(biāo)及并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)22-23
• 2.1.2 風(fēng)功率波動(dòng)量分析23-25
• 2.2 儲(chǔ)能技術(shù)25-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于SOC反饋控制的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略30-56
• 3.1 混合儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)及分析30-34
• 3.1.1 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)介紹及充放電分析30-32
• 3.1.2 低通濾波器介紹32-34
• 3.2 基于SOC反饋的控制策略34-41
• 3.2.1 SOC反饋控制策略34-36
• 3.2.2 算例分析36-41
• 3.3 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略41-49
• 3.3.1 滑動(dòng)平均值濾波42-43
• 3.3.2 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的SOC反饋控制43-45
• 3.3.3 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率二次調(diào)整45-49
• 3.4 算例分析49-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第4章 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法56-72
• 4.1 引言56-57
• 4.2 儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化模型57-63
• 4.2.1 目標(biāo)函數(shù)57-61
• 4.2.2 約束條件61-62
• 4.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)62-63
• 4.3 求解方法63-66
• 4.3.1 算法介紹63-64
• 4.3.2 算法流程64-66
• 4.4 算例分析66-71
• 4.4.1 數(shù)據(jù)及參數(shù)選擇66
• 4.4.2 結(jié)果分析66-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 第5章 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 總結(jié)72-73
• 5.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果80-81
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表81

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本文編號(hào)：655617