提升光伏可调度性的储能系统控制策略的研究

发布时间：2017-06-08 05:05

  本文关键词：提升光伏可调度性的储能系统控制策略的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：光伏发电的随机性和波动性给配电网带来了大量的负面影响,是影响光伏大规模并网的主要因素之一,而储能具有可以灵活充放电、输出功率可控的特点,可将电能转化并存储为其他形式的能量,利用储能技术可以有效解决光伏并网问题,提升光伏发电的可调度性。在上述背景下,本文基于储能系统的选址定容以及控制策略两个方面展开研究。本文的主要工作如下：首先,基于配电网节点处的储能系统做选址定容的研究。在分析配电网中储能系统作用的基础上,针对储能应用于配电网节点处的储能系统选址定容多目标优化问题来进行研究。以系统负荷波动最小、节点电压波动最小以及储能系统总容量为目标,通过多目标粒子群优化算法求解,设计储能系统选址和容量配置的优化方案。针对蓄电池和超级电容器构成的复合储能系统,设计了平抑不平衡功率波动的复合储能系统控制策略。考虑储能系统工作状态,提出一种双层复合储能能量管理方法,基于低通滤波原理以及滑动平均原理确定分配复合储能系统的功率,实现蓄电池对不平衡功率的低频分量控制,以及超级电容器对不平衡功率高频分量的平抑,以优化复合储能系统的整体运行性能。基于前述的复合储能系统控制策略,分析相关运行控制参数的选择对储能介质配置及成本的影响。分析储能系统的初始荷电状态的选择,使其在最小配置下满足每天的充放电能量变化需求；综合考虑蓄电池和超级电容器的自身特性,建立基于全寿命周期成本的复合储能系统年均成本计算模型。在给定的平抑目标约束条件下,以复合储能系统年均成本最小为优化目标,得到最优的运行控制参数以及相应地两种储能介质的配置和成本。最后,基于某地区光伏发电功率数据,采用由蓄电池以及超级电容器构成的复合储能系统来平抑不平衡功率波动,以提升光伏可调度性和储能系统全寿命周期成本最小为目标,验证所提出的复合储能系统控制策略的有效性。
【关键词】：光伏发电 可调度性 复合储能 选址定容 低通滤波 控制策略
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615;TM73
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-23
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 研究现状12-20
• 1.2.1 光伏发电发展现状12-13
• 1.2.2 光伏电源对配电网的影响13-14
• 1.2.3 储能技术发展现状14-17
• 1.2.4 储能在电力系统中的应用17-20
• 1.3 研究思路与主要工作20-23
• 1.3.1 研究思路20-21
• 1.3.2 主要工作21-23
• 2 配电网储能系统选址定容23-37
• 2.1 储能系统在配电网中的应用23-24
• 2.2 配电网储能选址定容优化模型24-27
• 2.2.1 决策变量24-25
• 2.2.2 目标函数25-26
• 2.2.3 约束条件26-27
• 2.3 优化算法27-29
• 2.3.1 粒子群优化算法28
• 2.3.2 多目标粒子群优化算法28-29
• 2.4 算例与优化结果29-36
• 2.5 本章小结36-37
• 3 复合储能系统协调控制策略37-49
• 3.1 光伏发电系统不平衡功率研究37-39
• 3.1.1 光伏发电可调度运行模式38
• 3.1.2 储能系统补偿不平衡功率38-39
• 3.2 复合储能系统数学模型39-40
• 3.3 复合储能系统平抑不平衡功率波动的目标40-42
• 3.3.1 低通滤波原理40-41
• 3.3.2 基于低通滤波原理平抑不平衡功率41-42
• 3.4 复合储能系统能量管理方法42-47
• 3.4.1 基于Tb的第一层能量管理方法44
• 3.4.2 基于Tc的第二层能量管理方法44-45
• 3.4.3 两种储能介质功率分配策略45-47
• 3.5 本章小结47-49
• 4 复合储能系统优化配置方法49-55
• 4.1 复合储能系统初始荷电状态选择49-50
• 4.2 复合储能系统成本计算模型50-53
• 4.2.1 复合储能系统年均成本计算模型50-52
• 4.2.2 蓄电池和超级电容器年折旧系数52-53
• 4.3 最小化复合储能系统的成本优化配置53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 基于提升光伏调度性的储能控制策略仿真分析55-63
• 5.1 优化目标55
• 5.2 优化算法55-56
• 5.3 算例分析56-62
• 5.3.1 样本数据选取56-57
• 5.3.2 仿真条件57-59
• 5.3.3 仿真结果59-62
• 5.4 本章小结62-63
• 6 结论与展望63-65
• 6.1 结论63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-69
• 附录69-71
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果71-75
• 学位论文数据集75

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4 ;《储能科学与技术》2014年征订启事[J];电源学报;2013年06期

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2 ;2013年储能技术研发动态[A];中国农机工业协会风能设备分会《中小型风能设备与应用》（2014年第3期）[C];2014年

3 王文亮;秦明;刘卫;;大规模储能技术在风力发电中的应用研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会（第二卷）[C];2010年

4 张建兴;;大规模电池储能技术的发展机遇与挑战[A];第二届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2011年

5 王保国;;坚持四项基本原则推动储能产业发展[A];第一届全国储能科学与技术大会摘要集[C];2014年

6 鄂宝民;黄旭;庞立军;陈昀;支伟;;先进储能技术在环渤海风电发展中的应用前景分析[A];第十三届中国科协年会第15分会场-大规模储能技术的发展与应用研讨会论文集[C];2011年

7 陆志刚;刘怡;雷金勇;陈满;陈磊;李达;;电池储能在电力系统应用和技术经济分析[A];第十三届中国科协年会第15分会场-大规模储能技术的发展与应用研讨会论文集[C];2011年

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