本文關鍵詞：含壓縮空氣儲能的CCHP型微網容量優(yōu)化配置

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【摘要】：儲能及其控制技術是解決可再生能源間歇性和波動性的關鍵途徑,是微網中必不可少的組成部分。本文充分利用壓縮空氣儲能系統(tǒng)天然的冷、熱、電等多能接口,將其靈活應用于CCHP型微網,既可平抑微網內可再生能源的間歇性,又增強了網內熱電系統(tǒng)之間的關聯(lián)。為使含壓縮空氣儲能的CCHP型微網高效、環(huán)保、穩(wěn)定地運行,本文從壓縮空氣儲能系統(tǒng)建模分析、微網容量優(yōu)化配置幾個方面展開研究。首先分析了壓縮空氣儲能系統(tǒng)接入CCHP型微網中的優(yōu)勢,進而研究了含壓縮空氣儲能的CCHP型微網的整體結構形式。在詳細介紹了帶回熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)結構及其工作原理的基礎上,對壓縮空氣儲能系統(tǒng)的關鍵部件和系統(tǒng)性能進行了熱力學建模分析,并進一步提煉出了適用于微網優(yōu)化的數(shù)學模型。同時,也給出了微型燃氣輪機、風力發(fā)電機、光伏陣列等分布式電源的數(shù)學模型。CCHP型微網中多變量、特性復雜、隨機性強,事實上其容量優(yōu)化配置是一類帶約束的復雜非線性多目標問題。本文對相關優(yōu)化算法進行了深入研究,通過對比不同算法之間的優(yōu)劣,提出了一種改進的多目標優(yōu)化算法C-NSGA-II,以收斂性和均勻性兩大指標對算法性能進行了測試,驗證了此改進算法的有效性。由于多目標優(yōu)化的結果為一組Pareto最優(yōu)解集,為方便決策者選擇合理的配置計劃,本文引入模糊隸屬度函數(shù)的方法來選取最優(yōu)折衷解,并且提供了不同的最優(yōu)解選擇方案,對比驗證了最優(yōu)折衷解的優(yōu)越性。以經濟性、穩(wěn)定性、環(huán)境性為優(yōu)化目標,電能、熱能平衡以及各自容量、充放電功率為約束條件,構建了微網容量配置多目標優(yōu)化模型。通過某地區(qū)的歷史負荷數(shù)據(jù)進行案例分析,在MATLAB中仿真驗證和分析,結果表明優(yōu)化配置方案在保證可靠性的基礎上,降低了成本和環(huán)境污染。并且,通過既定控制策略下得到的機組在典型日的出力情況,定量的分析了含壓縮空氣儲能系統(tǒng)的CCHP型微網運行的經濟性和能源性優(yōu)勢。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK02

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