含压缩空气储能的CCHP型微网容量优化配置

发布时间：2017-11-10 12:07

  本文关键词：含压缩空气储能的CCHP型微网容量优化配置

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【摘要】：储能及其控制技术是解决可再生能源间歇性和波动性的关键途径,是微网中必不可少的组成部分。本文充分利用压缩空气储能系统天然的冷、热、电等多能接口,将其灵活应用于CCHP型微网,既可平抑微网内可再生能源的间歇性,又增强了网内热电系统之间的关联。为使含压缩空气储能的CCHP型微网高效、环保、稳定地运行,本文从压缩空气储能系统建模分析、微网容量优化配置几个方面展开研究。首先分析了压缩空气储能系统接入CCHP型微网中的优势,进而研究了含压缩空气储能的CCHP型微网的整体结构形式。在详细介绍了带回热的压缩空气储能系统结构及其工作原理的基础上,对压缩空气储能系统的关键部件和系统性能进行了热力学建模分析,并进一步提炼出了适用于微网优化的数学模型。同时,也给出了微型燃气轮机、风力发电机、光伏阵列等分布式电源的数学模型。CCHP型微网中多变量、特性复杂、随机性强,事实上其容量优化配置是一类带约束的复杂非线性多目标问题。本文对相关优化算法进行了深入研究,通过对比不同算法之间的优劣,提出了一种改进的多目标优化算法C-NSGA-II,以收敛性和均匀性两大指标对算法性能进行了测试,验证了此改进算法的有效性。由于多目标优化的结果为一组Pareto最优解集,为方便决策者选择合理的配置计划,本文引入模糊隶属度函数的方法来选取最优折衷解,并且提供了不同的最优解选择方案,对比验证了最优折衷解的优越性。以经济性、稳定性、环境性为优化目标,电能、热能平衡以及各自容量、充放电功率为约束条件,构建了微网容量配置多目标优化模型。通过某地区的历史负荷数据进行案例分析,在MATLAB中仿真验证和分析,结果表明优化配置方案在保证可靠性的基础上,降低了成本和环境污染。并且,通过既定控制策略下得到的机组在典型日的出力情况,定量的分析了含压缩空气储能系统的CCHP型微网运行的经济性和能源性优势。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK02

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