交直流混合微电网动态架构重组研究

发布时间：2017-10-20 08:01

  本文关键词：交直流混合微电网动态架构重组研究

  更多相关文章： 交直流混合微电网 负荷预测 动态架构重组 支持向量机 NSGA-Ⅱ

【摘要】：可再生清洁能源的开发利用是解决环境和能源双重危机的重要途径。而交直流混合微电网集成了可再生分布式发电单元、储能装置和负荷,并能够根据可再生分布式发电单元的输出特性将其连接到合适的母线上,提高可再生能源的利用率,因此近年来得到了广泛的关注。但是现有交直流混合微电网的架构在运行期间极少变动,而可再生发电单元输出功率具有随机性和间歇性,并且微电网负荷的波动较大,这导致系统难以获得全局最优运行状态。为了解决该问题,使分布式发电单元根据环境的改变动态调整其连接方式,即动态架构重组,是实现交直流混合微电网优化运行的重要方法。本文主要研究了交直流混合微电网动态架构重组,主要工作如下：首先综述了微电网重构的研究现状,简要介绍了常见的交直流混合微电网拓扑结构,以及交直流混合微电网中的微电源控制方法及其协调控制策略,并在此基础上提出一种适用于交直流混合微电网动态架构重组的拓扑结构。其次进行了基于支持向量机交直流混合微电网超短期负荷预测和光伏输出功率预测。首先综述了预测常用方法,并选用支持向量机进行预测。对历史数据进行预处理,并通过相关系数法获取相关度最高的影响因子构成预测样本,建立了负荷预测和光伏输出功率预测模型。再次针对所提出的交直流混合微电网拓扑架构,建立了动态架构重组优化模型；并根据光伏输出预测值与负荷预测值,进行了基于多目标遗传算法NSGA-Ⅱ的交直流混合微电网动态架构重组,减小了双向变换器上的能量交换,减少了能量的多级损耗。最后在Matlab/Simulink中搭建了适用于动态架构重组的交直流混合微电网平台,确定了交直流混合微电网在并网和孤岛两种模式下的协调控制策略；并设计了各微电源模型及其变流器控制策略,实现了交直流混合微电网的稳定运行；最后在此平台上验证了基于NSGA-Ⅱ的交直流混合微电网动态架构重组的可行性与有效性。
【关键词】：交直流混合微电网 负荷预测 动态架构重组 支持向量机 NSGA-Ⅱ
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景与意义11-13
• 1.2 微电网动态架构重组研究现状13-20
• 1.2.1 微电网重构目标研究现状13-15
• 1.2.2 微电网重构算法研究现状15-20
• 1.3 课题的研究内容与主要工作20-21
• 第二章 交直流混合微电网拓扑结构及运行控制21-29
• 2.1 交直流混合微电网拓扑结构21-25
• 2.2 交直流混合微电网运行控制25-28
• 2.2.1 微电源基本控制方法25-27
• 2.2.2 微电网协调控制策略27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 微电网超短期负荷预测与光伏输出功率预测29-45
• 3.1 微电网负荷预测常用的方法29-30
• 3.2 支持向量机回归理论30-35
• 3.3 基于支持向量机的微电网超短期负荷预测步骤35-40
• 3.3.1 历史负荷数据预处理35-37
• 3.3.2 选择预测样本37
• 3.3.3 建立基于支持向量机的负荷预测模型37
• 3.3.4 基于支持向量机的负荷预测结果分析37-40
• 3.4 基于支持向量机的超短期光伏输出功率预测40-43
• 3.5 本章小结43-45
• 第四章 基于NSGA-Ⅱ混合微电网动态架构重组多目标优化45-55
• 4.1 交直流混合微电网动态架构重组优化模型45-46
• 4.1.1 动态架构重组目标函数45-46
• 4.1.2 约束条件46
• 4.2 交直流混合微电网动态重构判据46-48
• 4.2.1 并网模式下重构判据47
• 4.2.2 孤岛模式下重构判据47-48
• 4.3 NSGA-Ⅱ算法原理48-52
• 4.3.1 快速非支配排序49-50
• 4.3.2 拥挤度和拥挤度比较算子50-51
• 4.3.3 精英策略51-52
• 4.4 基于NSGA-Ⅱ的混合微电网动态架构重组多目标优化52-54
• 4.4.1 NSGA-Ⅱ的算法步骤52-53
• 4.4.2 交直流混合微电网动态架构重组多目标优化结果53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 交直流混合微电网动态架构重组模型搭建与仿真55-71
• 5.1 交直流混合微电网的控制策略55-56
• 5.2 光伏电池建模及其控制策略56-60
• 5.2.1 光伏电池模型及其输出特性56-57
• 5.2.2 光伏电池控制策略57-60
• 5.3 蓄电池模型及其控制策略60-63
• 5.3.1 蓄电池模型61
• 5.3.2 蓄电池的控制策略61-63
• 5.4 双向AC/DC变流器的控制策略63-65
• 5.5 交直流混合微电网动态架构重组65-69
• 5.5.1 交直流混合微电网仿真平台65-67
• 5.5.2 混合微电网动态架构重组仿真结果分析67-69
• 5.6 本章小结69-71
• 总结与展望71-73
• 参考文献73-81
• 致谢81-83
• 读研期间发表的论文和参加的科研项目83-84
• 学位论文评阅及答辩情况表84

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本文编号：1066136