基于混合储能的风光互补微电网功率及调度策略优化研究

发布时间：2017-10-24 01:06

  本文关键词：基于混合储能的风光互补微电网功率及调度策略优化研究

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【摘要】：受环境与能源问题的影响,可再生能源的开发和应用已成为智能电网发展的必然趋势,高效率利用可再生能源正成为目前国内外研究的热点。由风能和太阳能所构成的风光互补分布式发电单元、储能系统、负荷和控制装置构成的微电网系统,能够根据可再生能源各自的特点,最大限度地提高风能和太阳能效率。为此,对基于混合储能式风光互补微电网系统发电效率配置优化与调度策略的研究就显得非常重要。本文首先对风光储能微电网的分类、组成结构和控制策略等进行了讨论,并对风力发电、光伏发电、混合储能系统、负荷及控制装置的工作原理进行分析,在Matlab平台中搭建相关的模型,为系统功率及调度策略优化研究奠定理论基础。其次,对独立运行的混合储能式风光互补微电网系统的功率分配方面进行了优化研究。采用滑动平均滤波控制策略实现功率在蓄电池和超级电容器两者之间进行合理配置,超级电容器承担高频率波动的能量,而蓄电池则承担相对平滑部分的能量,既满足了超级电容器的高功率密度特性,也最大限度地发挥蓄电池能量密度优势。接着采用模糊控制策略对混合储能系统功率分配进一步优化研究,滑动时间常数T变的更智能,使得功率分配既合理又保护了储能装置。采用Matlab仿真平台,分别对滑动平均滤波控制策略和优化后的模糊控制策略两种情况下进行了仿真和比较,验证模糊控制优化策略的可行性。最后,对并网状态下的混合储能式风光互补微电网系统的调度策略进行研究。从微电网系统发电单元出力、储能系统出力及微电网与电网交互功率等方面考虑,对微电网发电单元与储能系统的能量输出和与电网之间的交互功率进行调度,以系统平均运行费用最低为目标,利用遗传算法求解出调度优化后各部分出力,并通过具体算例仿真进行验证,比较加入调度策略前后系统成本的差异来说明所提调度策略的有效性。
【关键词】：混合储能 滑动滤波 模糊控制 功率分配 调度策略
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM61;TM73
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外微电网研究现况9-14
• 1.2.1 分布式发电9-11
• 1.2.2 分布式储能11-14
• 1.3 微电网中存在的问题14
• 1.4 本文研究内容14-16
• 第二章 风光储能微电网系统的结构分析16-35
• 2.1 微电网系统的分类16
• 2.2 风力发电系统16-19
• 2.2.1 风力发电原理16-18
• 2.2.2 风力发电仿真建模18-19
• 2.3 光伏发电系统19-23
• 2.3.1 光伏发电原理19-20
• 2.3.2 光伏发电仿真建模20-23
• 2.4 控制装置23-24
• 2.5 混合储能系统24-33
• 2.5.1 蓄电池25-28
• 2.5.2 超级电容器28-30
• 2.5.3 仿真分析30-32
• 2.5.4 混合储能系统的控制32-33
• 2.6 负荷33-34
• 2.7 本章小结34-35
• 第三章 独立运行的风光储能微电网系统功率优化分配35-54
• 3.1 独立运行的风光储能微电网系统结构及功率分配35-39
• 3.2 基于滑动平均滤波的混合储能系统功率分配39-43
• 3.2.1 滑动平均滤波的基本原理39-40
• 3.2.2 仿真模型及分析40-43
• 3.3 基于模糊控制的混合储能系统功率分配优化43-53
• 3.3.1 模糊控制的基本原理43-44
• 3.3.2 仿真模型44-50
• 3.3.3 仿真分析50-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 并网运行的风光储能微电网系统调度策略优化54-68
• 4.1 并网运行的风光储能微电网系统结构54-55
• 4.2 并网运行的风光储能微电网系统调度策略优化55-60
• 4.2.1 调度策略55-56
• 4.2.2 目标函数56-57
• 4.2.3 约束条件57-58
• 4.2.4 模型求解58-60
• 4.3 算例分析60-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 总结68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士研究生期间的学术成果75

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本文编号：1086269