孤岛型微电网能量管理策略研究

发布时间：2017-06-14 10:14

  本文关键词：孤岛型微电网能量管理策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,伴随着不断加剧的能源危机和日益严峻的环境污染,对太阳能、风能等可再生能源的利用愈发受到人们的关注,而微电网技术为可再生能源的综合、高效利用提供了一种有力手段。微电网的运行方式包括并网型和孤岛型两种,其中孤岛型微电网主要应用于远离大电网且期望所需维护较少的场合。对于孤岛型微电网来说,提高系统运行的经济性是其追求的目标。因此,有必要以成本最优为约束对孤岛型微电网运行策略进行优化,力求最高的系统经济性。本文首先建立各个分布式电源的能量管理模型,并在此基础上,考虑孤岛型微电网系统的投资成本、运行维护成本、燃料成本及启停成本,给出基于经济目标的孤岛型微电网能量管理模型;然后,分别对粒子群算法和遗传算法进行介绍,对这两种算法的改进分别进行研究,分别给出基于这两种改进型算法的孤岛型微电网能量管理模型控制策略;其次,在Matlab软件中对上述两种控制策略分别进行仿真分析,对比两者性能,验证两种控制策略下建立孤岛型微电网能量管理模型的可行性;再者,基于已建立的孤岛型微电网能量管理模型,分别从硬件、通信及软件三个层面对孤岛型微电网能量管理平台进行设计,作为能量管理平台核心,PLC运行微电网系统控制程序和能量管理程序,并与系统中的其余设备进行实时通信,实现对孤岛型微电网系统的控制和优化;最后,给出孤岛型微电网能量管理平台的实验结果,并和前述仿真结果进行对比及分析,验证孤岛型微电网能量管理平台的可行性。
【关键词】：孤岛型微电网 能量管理 粒子群算法 遗传算法 可编程逻辑控制器
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注释表10-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 微电网研究背景及意义11-12
• 1.2 微电网国内外研究现状12-13
• 1.3 微电网关键技术研究13-18
• 1.3.1 微电网能量管理技术13-16
• 1.3.2 光伏发电功率预测技术16-17
• 1.3.3 风力发电功率预测技术17-18
• 1.4 本文研究的主要内容18-20
• 第二章 孤岛型微电网能量管理的数学模型20-32
• 2.1 孤岛型微电网能量管理的基本原理20-21
• 2.2 分布式电源的能量管理模型21-28
• 2.2.1 光伏电池21-23
• 2.2.2 风电机组23-25
• 2.2.3 微型燃气轮机25-26
• 2.2.4 铅酸蓄电池组26-28
• 2.3 孤岛型微电网的能量管理模型28-31
• 2.3.1 经济成本的分析28-30
• 2.3.2 孤岛型微电网能量管理的数学模型30
• 2.3.3 约束条件30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 基于粒子群算法的孤岛型微电网能量管理模型的仿真分析32-43
• 3.1 粒子群优化算法32-36
• 3.1.1 粒子群算法的概述32-33
• 3.1.2 粒子群算法的改进33-34
• 3.1.3 粒子群算法的流程34-36
• 3.2 基于粒子群算法的控制策略分析36-38
• 3.3 算例分析38-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 基于遗传算法的孤岛型微电网能量管理模型的仿真分析43-52
• 4.1 遗传算法43-46
• 4.1.1 遗传算法的概述43-44
• 4.1.2 遗传算法的改进44
• 4.1.3 遗传算法的流程44-46
• 4.2 基于遗传算法的控制策略分析46-48
• 4.3 算例分析48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 孤岛型微电网能量管理平台的设计52-68
• 5.1 孤岛型微电网能量管理平台的硬件设计52-54
• 5.1.1 核心PLC52-53
• 5.1.2 其它重要设备53-54
• 5.2 孤岛型微电网能量管理平台的通信设计54-57
• 5.2.1 Ethernet通信54-55
• 5.2.2 EtherCAT通信55-56
• 5.2.3 Modbus通信56-57
• 5.3 孤岛型微电网能量管理平台的软件设计57-65
• 5.3.1 孤岛型微电网系统开机自检子程序58-59
• 5.3.2 孤岛型微电网系统黑启动子程序59-60
• 5.3.3 孤岛型微电网系统孤岛运行子程序60-64
• 5.3.4 孤岛型微电网系统停机子程序64-65
• 5.4 孤岛型微电网能量管理平台的实验结果65-67
• 5.5 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 全文工作总结68-69
• 6.2 下一步工作展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 在学期间发表的论文及参与完成的项目75

【参考文献】

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本文编号：449215