分布式风氢混合能源系统建模及功率分配策略研究

发布时间：2024-06-02 15:35

　　随着国家民生经济的全面复兴,以煤炭、石油、天然气为主要能源资源的供需矛盾进一步加剧。在国家“十三五”计划提出大力发展绿色能源战略后,风能发电、氢能发电的科技开发迅速崛起。然而风电机组的反调峰特性及弃风现象成为影响风能利用的主要因素之一。因此,可再生风力发电系统高效可控并网已引起国内外广大学者关注。本文以分布式风氢混合能源系统为研究对象,通过对直驱型永磁风力发电机、电解槽、燃料电池和储能电池的工作原理进行分析构建并网型共直流母线的系统结构,建立相关数学模型,推导各子系统控制方程。在分析燃料电池、电解槽运行特点基础之上,研究温度、压强等因素的影响。基于单体储能电池性能测试实验,建立考虑倍率、温度等多因素动态仿真模型,并为电池充电提出多级脉冲充电方式的最优模式,用实验结果进行验证。在此基础上提出自适应无迹卡尔曼滤波的功率分配策略,实现风电可控并网,优化电池荷电状态运行范围。其中,电池承担经滤波后的波动风功率,氢能承担电网负荷需求与平滑风功率之间的差值。由于氢储能响应延时的特点会产生系统不平衡功率,不能完全满足电网负荷需求,因此电池的参考功率除波动的风功率之外,同时需要补偿氢储能造成的系统不平...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1全球各地区的风力发电量预测

第1章绪论1第1章绪论1.1课题的背景与研究意义随着国家经济的高速发展，我国对能源需求量进一步加大。目前，以煤炭、石油、天然气为主的能源消费结构所造成的能源资源快速消耗及环境污染等问题已经影响国民经济的健康发展。特别是传统燃烧煤炭的热力发电方式造成过度煤炭开采及废气排放严重破坏了....

图1-2我国部分省市风力发电数据

河北科技大学硕士学位论文2我国风能资源总储量约为32.26TW。据国家能源局统计数据显示，我国仅2019年上半年，全国风电发电量2145TWh，同比增长11.5%。全国弃风电量为105亿千瓦时，同比减少77亿千瓦时，平均弃风率4.7%，同比下降4.0个百分点，全国弃风电量和弃风率....

图2-1分布式风氢混合能源系统拓扑结构示意图

第2章分布式风氢混合能源系统模型构建9第2章分布式风氢混合能源系统模型构建2.1分布式风氢混合能源系统结构分布式风氢混合能源系统拓扑结构是利用中小型分布式风能发电就地入网，减少弃风，合理利用电池储电、储氢，在风能并网功率不足时以燃料电池补充并网或风功率剩余时由电解槽吸收储氢，建立....

图2-2理想风力机附近的气流速度示意图

河北科技大学硕士学位论文10式中dcC、dcU——分别为直流母线电容（F），电压（V）；PMSGI、fcI、elI、batI——分别为PMSC，FC，EL，Bat子系统相应电流（A）。功率分配和控制部分根据实时监测的各子系统的运行参数，判断系统当前状态，给出PMSG，FC，EL，....

本文编号：3987446