光伏储能发电系统出力可控及储能容量研究

发布时间：2017-10-18 17:14

  本文关键词：光伏储能发电系统出力可控及储能容量研究

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【摘要】：近年来,随着经济的持续发展环境污染问题日益严重,传统的化石燃料已经不能满足环境的需要。为了减少传统发电模式对环保的压力,需要大力发展以太阳能为代表的可再生能源。但光伏发电为不可控电源,为了减少其不确定性对电力系统经济运行造成的影响,本文针对光伏发电系统出力可控的问题展开了研究。首先详细分析了光伏发电的特点,光伏发电出力具有不确定性,对电力系统的电能质量造成了一定的影响。储能装置可在一定程度上减少电能波动,提高供电质量,进而对适用于光伏中的储能技术进行分析。其次通过光伏储能发电系统的工作原理分析了为实现系统出力可控需确定系统的预期出力。独立模式下由于负载需要被提供稳定的电能,所以预期出力为固定常数;并网模式下为提高光伏储能系统的经济性、并实现电网的削峰填谷,系统预期出力可由经济运行模型得到。所以针对光伏储能发电系统,以一天系统运行成本和蓄电池成本组成的综合成本最低为目标,建立系统出力可控的经济运行模型。由于系统的经济运行与蓄电池的容量有关,在独立系统模式下考察储能容量传统计算方法的优缺点后,建立了一种更为完善的最小储能容量选择机制,保证了蓄电池能够持续不间断的工作。而在并网模式下通过粒子群优化算法计算出不同容量下光伏发电系统的综合成本,确定了蓄电池的最佳容量。最后当蓄电池容量确定后,根据光伏发电预测值计算综合成本最低时对应的光伏系统功率分布,即各个时刻系统出力预期值,通过控制蓄电池充放电实现系统稳定输出和经济运行。仿真计算和分析表明:在独立光伏储能发电系统中,经过改善的蓄电池最小容量选择机制计算出的储能容量满足了能量转换需求,增加了系统出力的可靠性;而在光伏并网发电系统中增加储能装置可在一定程度上控制系统出力,并且合理选择蓄电池的容量不仅可以提高光伏发电系统运行的经济性,对电网还有一定的削峰填谷效应。
【关键词】：光伏系统 储能技术 出力可控 经济运行 容量选择
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TM912
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外光伏研究现状11-14
• 1.2.1 国内外光伏发展研究现状11-13
• 1.2.2 光伏与储能结合的研究现状13-14
• 1.3 论文研究的主要内容14-16
• 2 光伏发电系统的特点16-20
• 2.1 光伏发电系统的结构与工作原理16-17
• 2.2 光伏发电系统的日出力曲线特点17-18
• 2.3 本章小结18-20
• 3 光伏储能发电系统中储能技术的应用20-26
• 3.1 适用于光伏系统中的储能技术20-21
• 3.2 配电网日负荷曲线变化特点21-23
• 3.3 蓄电池实现光伏发电系统出力可控的可行性23-24
• 3.4 本章小结24-26
• 4 光伏储能发电系统的出力可控性26-34
• 4.1 光伏储能发电系统的结构与工作原理26-29
• 4.1.1 独立光伏储能系统的结构与工作原理26-27
• 4.1.2 并网光伏储能系统的结构与工作原理27-29
• 4.2 光伏储能发电系统的预期出力29-31
• 4.2.1 独立光伏储能系统预期出力29
• 4.2.2 并网光伏储能系统预期出力29-31
• 4.3 本章小结31-34
• 5 光伏储能发电系统出力可控的经济运行34-52
• 5.1 独立系统出力可控的经济运行模型34-35
• 5.1.1 目标函数34-35
• 5.1.2 约束条件35
• 5.2 独立系统蓄电池所需最小容量计算方法35-43
• 5.2.1 最长阴雨天数定量法35-36
• 5.2.2 积分负值最大法36-37
• 5.2.3 积分峰值法37-39
• 5.2.4 蓄电池所需最小容量的计算方法39-43
• 5.3 并网系统出力可控的经济运行模型43-45
• 5.3.1 目标函数43-44
• 5.3.2 约束条件44-45
• 5.4 并网系统蓄电池最佳容量计算45-50
• 5.4.1 粒子群优化算法原理46-48
• 5.4.2 粒子群算法在模型求解中的应用48-49
• 5.4.3 基于粒子群优化算法的蓄电池容量求解步骤49-50
• 5.5 光伏储能系统出力控制策略50-51
• 5.5.1 独立系统出力控制策略50
• 5.5.2 并网系统出力控制策略50-51
• 5.6 本章小结51-52
• 6 算例分析52-58
• 6.1 独立光伏储能系统的算例分析52-53
• 6.2 并网光伏储能系统的算例分析53-57
• 6.3 本章小结57-58
• 7 总结与展望58-60
• 7.1 研究工作总结58-59
• 7.2 后续工作展望59-60
• 参考文献60-66
• 作者简历66-68
• 学位论文数据集68

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本文编号：1056147