光伏微网系统光储协调配置研究

发布时间：2017-09-28 13:00

  本文关键词：光伏微网系统光储协调配置研究

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【摘要】：光伏微网系统中,因太阳能固有波动性、不可控性等特点,光伏发电系统、储能系统、柴油发电机机组间的相互协调与控制变得复杂。所以,解决微网中分布式电源与负荷的电量匹配问题是微网稳定的首要条件。目前微网电源造价昂贵,储能装置尤为突出,成为微网系统推广的瓶颈。因而,微网中分布式电源与储能装置容量的优化配置变得非常重要。本文针对以光伏发电系统为主的光伏微网及储能装置容量优化配置模型及方法做了如下工作:本文建立了光伏发电系统、储能系统、柴油发电机三种分布式电源的稳态数学模型。其中,分别分析和建立了光伏电池的物理模型和稳态数学模型。针对储能系统的约束条件和功能建立了电化学储能电池模型。光伏微网系统容量的优化从用户投资最少的角度,通过全年微网运行的综合费用分析,建立了以全年综合费用最低为目标的成本数学模型。针对微网的不同运行状态,提出了微网电源相互协调配合的能量管理控制策略。对微网容量优化的粒子群算法进行改进,解决了标准粒子群算法后期搜索能力较弱的问题。以全年历史负荷数据、光照强度、温度为输入数据,在限定的负荷缺电率(LOLP)、溢出能量比(EXC)的两个指标下,遵循提出的能量管理策略并利用改进的粒子群算法得到了微网电源的最优容量配置方案,算例结果证实了改进的粒子群算法具备全局搜索能力及寻找最优值能力强的特点。针对储能系统(BESS)的削峰填谷的功能分析,建立了基于蓄电池储能系统的运行模型,优化了储能系统配置容量。负荷缺电率技术指标衡量了削峰填谷的作用效果。最后提出了一种用于削峰填谷功能的实时、动态储能系统控制策略。以实际算例分析验证了策略的合理性。
【关键词】：光伏 微电网模型 微网优化 储能控制 削峰填谷
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 微电网电源容量优化的研究9-11
• 1.2.2 储能系统容量优化的研究11-12
• 1.3 本文的主要工作及创新之处12-14
• 第二章 光伏发电系统概述14-21
• 2.1 光伏发电系统的特性14-16
• 2.1.1 光伏发电原理简介14
• 2.1.2 光伏发电的优缺点14-16
• 2.2 光伏发电的构成与分类16-21
• 2.2.1 光伏发电的构成16-17
• 2.2.2 光伏发电系统的分类17-21
• 第三章 光伏微网中的分布式电源模型及负荷模型21-29
• 3.1 光伏微网系统结构21-22
• 3.1.1 光-储-柴微网系统结构21-22
• 3.1.2 光储微网系统结构22
• 3.2 光伏微网中的电源模型22-28
• 3.2.1 光伏电池的精确模型22-24
• 3.2.2 光伏电池精确模型中未知参数的估计24-25
• 3.2.3 光伏电池的稳态数学模型25-26
• 3.2.4 储能电池模型26-28
• 3.2.5 柴油发电机模型28
• 3.3 负荷模型28
• 3.4 小结28-29
• 第四章 光伏微网容量优化配置29-42
• 4.1 微电网能量管理29-31
• 4.1.1 分布式发电预测29
• 4.1.2 负荷预测29-30
• 4.1.3 微电网能量管理策略30-31
• 4.2 光伏微网综合费用分析31-33
• 4.3 光伏微网全年综合成本最低的数学模型33-35
• 4.3.1 微电网可靠性指标33
• 4.3.2 目标函数33
• 4.3.3 优化变量33
• 4.3.4 微网约束条件33-35
• 4.4 系统优化模型的求解算法35-36
• 4.5 算例分析36-41
• 4.6 小结41-42
• 第五章 应用于削峰填谷的储能容量配置优化及控制策略42-49
• 5.1 储能容量配置优化42-43
• 5.1.1 储能容量配置中的系统技术指标42-43
• 5.1.2 储能系统容量配置要求43
• 5.2 储能在削峰填谷中的控制策略43-46
• 5.2.1 储能系统实时充放电控制策略44-46
• 5.3 算例分析46-48
• 5.4 小结48-49
• 第六章 结论与展望49-50
• 6.1 结论49
• 6.2 展望49-50
• 参考文献50-53
• 在读期间公开发表的论文53-54
• 在读期间参与的科研项目54-55
• 致谢55

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本文编号：935959