小型离网风电系统的性能研究及优化策略

发布时间：2023-02-18 12:55

　　传统小型离网风电系统往往需要配备蓄电池组作为主要的供能储能装置,以此来平抑风电的波动性和间歇性。然而,蓄电池组的价格昂贵,大约占离网系统总成本的50%,因而导致了小型离网风电系统的单位投资成本居高不下。为了研究小型离网风电系统的储能难题,构建了一套小型离网风电制冷系统,并利用风电制冷储能的方式代替部分蓄电池储能。本文以提升小型离网风电制冷系统的风-冷转化效率为核心开展了以下研究工作:(1)搭建了一套小型离网风电制冷系统,详细介绍了系统的组成结构和运行原理,并以当地风力资源特性为依据确定了系统各主要部件的选型。此外,建立了系统各主要部件的能量传递理论模型,为后续实验分析提供了理论基础和计算依据。(2)实验比较分析了系统在边蓄电边制冷(Storage while Cooling Mode,文中简称为SCM)和先蓄电后制冷(First Charge and then Cooling Mode,文中简称为FCCM)两种工作模式下的运行特性,并验证了风电制冷代替部分蓄电池储能的SCM运行模式具有更高可行性。实验结果表明,在低实验风速工况下,系统采用SCM模式运行时,压缩机和蓄电池并联运行,可以有...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 小型风力发电的应用现状
    1.3 风电制冷/热研究现状及存在的问题
    1.4 本文主要的研究工作
第2章 小型离网风电制冷系统的设构建与能量传递模型
    2.1 系统结构与运行原理
    2.2 系统主要部件选型及功能简介
        2.2.1 风力发电机选型
        2.2.2 控制器选型
        2.2.3 蓄电池组选型
        2.2.4 压缩机选型
    2.3 系统能量传递理论
        2.3.1 风电-整流部分
        2.3.2 DC-DC 升压控制器部分
        2.3.3 直流负载部分
    2.4 实验参量测量与系统性能评价
        2.4.1 实验方法与参数测量
        2.4.2 系统性能评价指标
    2.5 本章小结
第3章 室外变工况条件下小型风电制冷系统的性能特性分析
    3.1 不同运行模式下系统的性能特性分析
        3.1.1 低实验风速工况下系统的运行特性对比分析
        3.1.2 高实验风速工况下系统的运行特性对比分析
    3.2 实验风速对系统运行特性的影响规律
        3.2.1 不同实验风速下系统的能量传递特性分析
        3.2.2 实验风速对压缩机制冷性能的影响
    3.3 蓄电池荷电状态对系统运行特性的影响规律
    3.4 本章小结
第4章 系统的运行策略优化及优化后的性能测试分析
    4.1 算法优化思路与优化策略分析
        4.1.1 直流压缩机调速特性分析
        4.1.2 算法改进方案
    4.2 压缩机功率与风功率的匹配度测试
    4.3 优化前后系统的性能特性对比分析
        4.3.1 优化前后系统的能量传递特性对比分析
        4.3.2 优化前后系统所需的蓄电池供储能容量分析
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 本文研究工作的主要结论
    5.2 本文研究工作的创新点
    5.3 后续研究工作展望
参考文献
攻读硕士研究生期间发表的学术论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3745010