發(fā)布時間：2021-10-11 20:52

　　可再生能源高效利用一直是近年來的研究熱點,但是不穩(wěn)定性和間歇性等特點限制了太陽能和風(fēng)能等變動性可再生能源的大規(guī)模高效利用。因此,本文將蓄電池、燃料電池等儲能系統(tǒng)與太陽能結(jié)合,組成獨立型可再生能源綜合利用系統(tǒng),一方面有效地解決變動性可再生能源利用問題,另一方面為解決農(nóng)村、島嶼及其它偏遠地區(qū)的供電問題提供參考�；诠夥莫毩⑿途C合可再生能源系統(tǒng)通常采用蓄電池作為儲能和能量控制的設(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,但是在能量轉(zhuǎn)換效率、安全性和經(jīng)濟性等方面有待提高。相比之下,燃料電池（電解制氫）是近年熱門的儲能系統(tǒng),在長期儲能、能量密度以及環(huán)境影響等方面具有顯著的優(yōu)勢,但是作為綜合可再生能源系統(tǒng)中的儲能和能量控制設(shè)備,其經(jīng)濟性通常不如蓄電池�？偟膩碚f,目前的研究大多為某具體情境下針對采用電池儲能或者電解儲氫的系統(tǒng)進行優(yōu)化研究,缺少對兩類系統(tǒng)的系統(tǒng)化對比研究。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,通過遺傳算法對兩種系統(tǒng)配置進行多目標優(yōu)化,并針對優(yōu)化結(jié)果對比了兩種系統(tǒng)在不同情境下的能源利用效率和經(jīng)濟成本。本文首先分別建立了等效的光伏/... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２中國各種燃料發(fā)電量占比（２０１５）?［５］??

１緒論??ＩｆｅｊｉＭＩ?（ＬｍｕＪＩ?Ｉ太陽能?微水電｜??：？?——可再生能源??Ｉｆ?備用電源?能量管理系統(tǒng)ｔ??｜?能量儲存系統(tǒng)???蓄電池?飛輪?超級電容?燃料電＿＿??圖１－３獨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、太陽能和微水電等［８）。其中，由于太陽能具有取之??不勁用之不竭，清潔零排放，無地域限制以及可利用能量巨大等優(yōu)點格外受到??關(guān)注，據(jù)世界能源署（１ＥＡ）的預(yù)測，太陽能發(fā)電在未來５０年內(nèi)將會成為世界??電能的主要來源之一［９］。然而，太陽輻射相對較為分散，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，因而獨立使用難以實現(xiàn)穩(wěn)定可??靠的供電，容易造成棄光等問題，往往需要結(jié)合儲能系統(tǒng)和備用電源進行混合供??能。??儲能系統(tǒng)包括蓄電池、燃料電池、超級電容、飛輪、蓄水儲能等，其在獨立??綜合可再生能源系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用首先，儲能系統(tǒng)保證了獨立綜合??可再生能源系統(tǒng)向用戶供電的連續(xù)性，彌補了太陽能供電時的間歇性和不可靠性??等不足之處，根據(jù)系統(tǒng)負荷的變化提前存儲電能并在負載需要時放出電能以維持??系統(tǒng)供電的連續(xù)性；儲能系統(tǒng)中的儲能變流器可以通過控制系統(tǒng)的有功輸入和輸??出來平滑光伏曲線的波動，保持系統(tǒng)頻率和電壓的穩(wěn)態(tài)，以提高獨立綜合可再生??能源系統(tǒng)的供電質(zhì)量；此外，低負荷狀態(tài)下，儲能系統(tǒng)存儲的由多余可再生能源??轉(zhuǎn)換成的電能會在高負荷時用以補充系統(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??綜合系統(tǒng)進行建模時，一般先明確系統(tǒng)的配置，對各個子系統(tǒng)及組成元件進行建??模，再通過合適的系統(tǒng)控制策略完成對整個綜合系統(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，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)兩個模型。首先通過經(jīng)驗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)先級調(diào)度策略，最后得到兩套綜合系統(tǒng)的運行模??型。??２．１系統(tǒng)模型??直流總線?交流總線??光電＇■■■■■．．：ｚ＝＝＾?■＝＞［交流負載??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】：
期刊論文
[1]我國分布式能源可持續(xù)發(fā)展探討[J]. 張曉衛(wèi).  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(36)
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[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,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)測及優(yōu)化運行技術(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)光互補獨立供電系統(tǒng)的多目標優(yōu)化設(shè)計[D]. 黃鵬洲.北京交通大學(xué) 2010



本文編號：3431222