可再生能源高效利用一直是近年來(lái)的研究熱點(diǎn),但是不穩(wěn)定性和間歇性等特點(diǎn)限制了太陽(yáng)能和風(fēng)能等變動(dòng)性可再生能源的大規(guī)模高效利用。因此,本文將蓄電池、燃料電池等儲(chǔ)能系統(tǒng)與太陽(yáng)能結(jié)合,組成獨(dú)立型可再生能源綜合利用系統(tǒng),一方面有效地解決變動(dòng)性可再生能源利用問(wèn)題,另一方面為解決農(nóng)村、島嶼及其它偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問(wèn)題提供參考。基于光伏的獨(dú)立型綜合可再生能源系統(tǒng)通常采用蓄電池作為儲(chǔ)能和能量控制的設(shè)備。目前,電池技術(shù)發(fā)展迅速,具有配置靈活方便、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),但是在能量轉(zhuǎn)換效率、安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面有待提高。相比之下,燃料電池（電解制氫）是近年熱門的儲(chǔ)能系統(tǒng),在長(zhǎng)期儲(chǔ)能、能量密度以及環(huán)境影響等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì),但是作為綜合可再生能源系統(tǒng)中的儲(chǔ)能和能量控制設(shè)備,其經(jīng)濟(jì)性通常不如蓄電池�？偟膩�(lái)說(shuō),目前的研究大多為某具體情境下針對(duì)采用電池儲(chǔ)能或者電解儲(chǔ)氫的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究,缺少對(duì)兩類系統(tǒng)的系統(tǒng)化對(duì)比研究。因此,本文建立了光伏/電池系統(tǒng)和光伏/燃料電池（電解制氫）系統(tǒng)兩種配置,通過(guò)遺傳算法對(duì)兩種系統(tǒng)配置進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化,并針對(duì)優(yōu)化結(jié)果對(duì)比了兩種系統(tǒng)在不同情境下的能源利用效率和經(jīng)濟(jì)成本。本文首先分別建立了等效的光伏/... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２中國(guó)各種燃料發(fā)電量占比（２０１５）?［５］??

１緒論??ＩｆｅｊｉＭＩ?（ＬｍｕＪＩ?Ｉ太陽(yáng)能?微水電｜??：？?——可再生能源??Ｉｆ?備用電源?能量管理系統(tǒng)ｔ??｜?能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)???蓄電池?飛輪?超級(jí)電容?燃料電＿＿??圖１－３獨(dú)立綜合可再生能源系統(tǒng)組成??可再生能源可以囊括現(xiàn)在所有可以利用的能源形式，一般綜合系統(tǒng)常用的可??再生能源有生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能和微水電等［８）。其中，由于太陽(yáng)能具有取之??不勁用之不竭，清潔零排放，無(wú)地域限制以及可利用能量巨大等優(yōu)點(diǎn)格外受到??關(guān)注，據(jù)世界能源署（１ＥＡ）的預(yù)測(cè)，太陽(yáng)能發(fā)電在未來(lái)５０年內(nèi)將會(huì)成為世界??電能的主要來(lái)源之一［９］。然而，太陽(yáng)輻射相對(duì)較為分散，能量密度低，且容易受??到晝夜更替、四季交替、海拔及天氣條件等影響，因而獨(dú)立使用難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可??靠的供電，容易造成棄光等問(wèn)題，往往需要結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)和備用電源進(jìn)行混合供??能。??儲(chǔ)能系統(tǒng)包括蓄電池、燃料電池、超級(jí)電容、飛輪、蓄水儲(chǔ)能等，其在獨(dú)立??綜合可再生能源系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用首先，儲(chǔ)能系統(tǒng)保證了獨(dú)立綜合??可再生能源系統(tǒng)向用戶供電的連續(xù)性，彌補(bǔ)了太陽(yáng)能供電時(shí)的間歇性和不可靠性??等不足之處，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的變化提前存儲(chǔ)電能并在負(fù)載需要時(shí)放出電能以維持??系統(tǒng)供電的連續(xù)性；儲(chǔ)能系統(tǒng)中的儲(chǔ)能變流器可以通過(guò)控制系統(tǒng)的有功輸入和輸??出來(lái)平滑光伏曲線的波動(dòng)，保持系統(tǒng)頻率和電壓的穩(wěn)態(tài)，以提高獨(dú)立綜合可再生??能源系統(tǒng)的供電質(zhì)量；此外，低負(fù)荷狀態(tài)下，儲(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)的由多余可再生能源??轉(zhuǎn)換成的電能會(huì)在高負(fù)荷時(shí)用以補(bǔ)充系統(tǒng)內(nèi)的能量短缺從而提高可再生能源的??利用率［１３］。目前，應(yīng)用最多、技術(shù)最為成熟的儲(chǔ)能系統(tǒng)仍主要以蓄電池為主，??蓄電池

２光伏／電池及光伏／燃料電池（電解制氫）系統(tǒng)綜合系統(tǒng)建模??２光伏／電池及光伏／燃料電池（電解制氫）系統(tǒng)綜合系統(tǒng)建模??獨(dú)立綜合可再生能源系統(tǒng)往往組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元件及子系統(tǒng)較多，因而在對(duì)??綜合系統(tǒng)進(jìn)行建模時(shí)，一般先明確系統(tǒng)的配置，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)及組成元件進(jìn)行建??模，再通過(guò)合適的系統(tǒng)控制策略完成對(duì)整個(gè)綜合系統(tǒng)的建模。根據(jù)本文的研宄內(nèi)??容，本章以ＭＡＴＬＡＢ作為綜合系統(tǒng)的建模仿真平臺(tái)，構(gòu)建了光伏／電池系統(tǒng)和光??伏／燃料電池（電解制氫）系統(tǒng)兩個(gè)模型。首先通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式建立了綜合系統(tǒng)中??光伏、燃料電池、堿性電解槽、氫氣罐、蓄電池等主要設(shè)備的工作特性模型，之??后分別設(shè)置系統(tǒng)控制策略，即優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略，最后得到兩套綜合系統(tǒng)的運(yùn)行模??型。??２．１系統(tǒng)模型??直流總線?交流總線??光電＇■■■■■．．：ｚ＝＝＾?■＝＞［交流負(fù)載??ｋ?ｆ?ＤＣ／ＡＣ?Ｉ．??＾￣￣逆變器?￣￣＾??電池組?＜??：：：：；４＞?Ｉ?＞剩余能置??圖２－１光伏／電池系統(tǒng)模型圖??１１??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)分布式能源可持續(xù)發(fā)展探討[J]. 張曉衛(wèi).  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(36)
[2]一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多能源共直流母線混合供電控制策略[J]. 李繼方,高明遠(yuǎn),陳杰,任海波.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2010(20)
[3]燃料電池-光伏混合發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真[J]. 史君海,朱新堅(jiān),隋生,仲志丹.  電源技術(shù). 2007(09)

博士論文
[1]區(qū)域綜合能源系統(tǒng)供需預(yù)測(cè)及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)研究[D]. 史佳琪.華北電力大學(xué)(北京) 2019
[2]光伏燃料電池混合發(fā)電系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)與仿真研究[D]. 史君海.上海交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于PV/SOFC混合發(fā)電系統(tǒng)的建模及性能仿真研究[D]. 郭偉.山東大學(xué) 2014
[2]考慮燃料電池和光伏發(fā)電的綜合負(fù)荷建模[D]. 王玲.湖南大學(xué) 2011
[3]不確定性條件下的能源系統(tǒng)優(yōu)化模型研究[D]. 張麗志.華北電力大學(xué)（北京） 2011
[4]風(fēng)光互補(bǔ)獨(dú)立供電系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 黃鵬洲.北京交通大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3431222