风光互补发电系统在智能电网中协同调度研究

发布时间：2020-06-08 16:26

【摘要】：风力发电和太阳能发电的特点是发电量动态变化性大、随机性强,且这两种新型能源各自独立发电时,很难给电网提供连续、稳定的电能。随着风能、太阳能发电比重的不断增加,智能电网的快速发展,运用风光互补联合发电模式可实现对电网的持续、稳定供电,还能有效改善我国电网对新能源接入的适应性。通过分析可再生能源的出力特点,结合其大规模并网上网的缺点,进行风光互补发电系统在智能电网中协同调度研究,研究的主要内容分为电力预测和协同调度两大方面。大规模的风电集中并网、远距离输电给电力系统带来很大影响,通过研究历史风电出力的变化规律,并结合影响风电功率的风速(v)、湿度(H)、风向、温度(T)等气象因素,建立了 PSO-BP风电输出功率预测模型,通过实际算例验证PSO-BP模型的可行性。研究了历史光伏功率的变化规律,并结合光伏系统历史功率数据及温度(T)、辐照度(G)等气象因素,建立GA-BP光电功率预测模型,并用Matlab工具进行算例仿真,验证GA-BP光电功率预测模型的有效性。分析电网负荷历史变化规律,建立Elman神经网络电力负荷预测模型,通过算例仿真,验证Elman神经网络电力负荷预测模型的合理性。根据我国节能减排的需要,并结合风能、太阳能发电的优点,进行风光互补联合发电系统在智能电网中协同调度研究。综合考虑经济性、供电可靠性,确定风光互补发电系统的成本函数和可靠性函数,再结合一系列约束条件,建立风光互补发电系统的多目标协同调度模型。运用NSGA-Ⅱ算法对该模型进行求解,算例仿真,验证NSGA-Ⅱ算法的有效性。
【图文】：

风机,风轮,发电机,总体结构

通过垂直的轴工作运行，能接收不同方向的风；水平轴型风机的风轮是通过水平轴工作运行，它逡逑的旋转面与风向互相垂直［４７１。风机主要由机座、风轮、发电机、X椝倨鳌⒈溲蛊鳌⒅骷痰缙鞯茸殄义铣桑郏矗福荨７缁淖芴褰峁谷缦峦迹玻彼荆哄义希缏皱蔚缤义希慑危椋樗倨麇畏⒌缁伪綾浻煽掊义希素埃┎堋慑纬В五沃骺乇溲蛊麇义希慑危鹤馘危殄澹恚ⅲ╁义希驽危卞危榫д⒐埽海殄澹赍濉薰Σ钩ュ义辖唤板危危海坎⑼璑逦ｉ逡逑Ｑ邋＊邋Ｈ逦！丨丨丨功率ｉ逡逑逦？邋0－ｐ0逡逑风邋＾……丨控制系统？逦逡逑■逦风速逡逑图２．１风机总体结构图逡逑风机的风轮从风中获得能量，带动发电机发电，输出功率用式（２－１）表示：逡逑Ｐｗｔ邋＝邋０．５Ｃｐ７ｒＲ２＾３逦（２－１）逡逑式（２－１）中，风机输出功率，单位Ｗ；逡逑Ｃｆ－风力机叶轮的功率系数；逡逑７逡逑

曲线,风电场,曲线,风机

Ｖ邋—风机风速，单位ｗ／ｉ；逡逑７ｔＫ２一风机的风轮扫过面积，单位／７７２；逡逑Ｒ—风轮半径，单位／Ｗ。逡逑由贝兹极限［４９］可知，风机不可能将捕获的所有风能全转化为电能，由于ＣＶ？，１Ｗ＝０．５９３，即实际逡逑上只有５９．３％的风能转化成电能输出。逡逑３．４８Ｐ逦，”、逡逑Ｐ邋＝邋，逦（２－２）逡逑７（１－０．３７８＂／＾）逡逑其中，Ｐ为大气压强；Ｔ为温度；Ｐｂ为饱和蒸气压；Ｈ为相对空气湿度。逡逑２．１．２风电出力特性分析逡逑图２．２是该风电场不同季节典型日风机出力曲线，从图中可以看出，各季节典型日的出力波逡逑动性都较小。春季风机出力波动性最明显，出力的峰值与最小值之间相差约７０００ＭＷ。图２．３为逡逑某风电场不同季节普通日的平均出力曲线，由图可知，各季节普通日的平均出力波动性都较大。逡逑其中，夏季风机出力的波动性最为显著，，输出功率的峰值与最小值的差值约３５０００ＭＷ。对比图逡逑２．２和图２．３可得，该风电场典型日风电出力峰谷性不明显，四季的出力比较稳定且变化范围不大；逡逑普通日的风机输出功率峰谷性比较明显，变化幅度较大。逡逑逦逡逑
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM76;TM61

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