面向农村电网的分布式电源优化配置

发布时间：2021-10-15 08:51

　　我国是一个农业大国,在广袤的农村地区存在着许多可再生能源,例如沼气、秸秆、太阳能、风能、水能,但是部分能源开发较少,资源利用率低。此外,由于新农村的建设,农网的用电需求日趋多样化,且农村地区存在着地处偏远的特点,建设可靠经济的独立微电网是解决农村地区用电的一种有效途径,可实现就地取材、就地消纳。因此,本文围绕农村电网的分布式能源优化配置展开研究,探讨分布式能源的有效利用。针对农村地区的能源特点,阐述了风力发电、光伏发电、燃料电池发电、小水电以及沼气发电等多种分布式发电的基本原理、数学模型和输出特性。此外,针对铅酸电池、锂离子电池、飞轮储能和超级电容等储能装置的特点进行介绍,为后续研究奠定了基础。建立了一种考虑风力发电、光伏发电、沼气发电、储能设备的分布式电源优化配置方法。该方案以电源的固定成本、运行维护成本、燃料成本等经济运行成本为目标函数,以瞬时功率平衡、蓄电池电荷状态和季节性的缺电概率为约束条件,同时考虑了农村用电负荷的特点,基于遗传算法,得到了分布式电源的最佳配置方案。为了实现农村地区冬季热能和电能的梯级利用,构建了一个由风电机组、光伏机组、燃料电池、蓄电池、余热锅炉、热负荷以及... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１风机的基本结构??按风力发电单元有没有经过联络线跟电网相连来分类，风力发电能被分为离??

?第２章面向农村电网的分布式电源???“并网”型风力发电一般应用在较大规模的风电场中，这类风力发电既可??以接入大电网运行工作，也可以配上另外的一些储能设备或者其他电源，建立微??网系统。“离网”型风力发电，指的是不与大电网连接，它的发电规模比较小，??主要用来和其他分布式电源加上储能组合在一起给负荷提供电力，这类风电能很??好的解决海岛及某些小型区域的供电问题，图２．２所示是几种常用的风力发电??机并网示意图。??Ｖ／?齿轮箱同步／异步发电机?变压器??风机叶片??电网??（ａ）普通同步／异步风力发电机并网示意图??ｊ—???Ｋ３＞－??＼ｊ齿轮？?双馈发电机?变压器??风机叶片??电网??（ｂ）双馈风力发电机并网示意图??１＾〇￣￣￣??Ｖ?永磁同步电机?变压器??风机叶片??电网??（Ｃ）永磁同步直驱风力发电机示意图??图２．２几种常见的风力电机并网示意图??２．１．２数学模型??风机的机械输出功率与多种因素有关，由Ｂｅｔｚ理论可知，表达式如下：??Ｐ?＝?－ｐＡｖｌ?（２．１）??２??６??

?第２章面向农村电网的分布式电源???Ｉ?Ｉ?１??ｉｒ＂?！＼?！??＾?＼?＼??，．ｙ?Ｉ?Ｉ??０?Ｖｉ?Ｖｒ?ＶＯ??风速??图２．３风机功率特性曲线??２．２光伏发电??２．２．１基本原理??光伏发电的基本单元是光伏电池，其主要材料为半导体硅，通过光伏电池的??光生伏打效应可以将太阳能转化为电能。当太阳照在光伏电池ＰＮ结上时产生空??穴－电子对，在内建电场的作用下，电子、空穴相互运动，若在电池两端接上负??载，负载上就有电流通过。如图２．４所示。??电流??太阳光??ｔ电极??４?十?５??Ｐ－Ｎ??ｖＺ？．?生??结内ｊ?ｐ－ｎ结?电?Ｓ??建电Ｔ???动?ｆ??场?哪哆空穴，势??】）麵?Ｉ?Ｔ?＠??：?下电敁??—￣－电流??图２．４光伏电池工作原理图??２．２．２数学模型??光伏电池电路原理图如图２．５所示，该电路由一串联电阻＆和一并联电阻??构成，尽为硅片内部电阻和电极电阻构成的串联电阻，为Ｐ－Ｎ结的分路??８??

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硕士论文
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本文编号：3437772