独立式风光储混合发电系统能量管理与输出功率协调控制

发布时间：2020-01-28 04:44

【摘要】：本文以可用于偏远地区供电的独立式风光蓄电池混合发电系统为研究对象,针对混合发电系统独立运行且工作模式多样性的特点,分别对混合发电系统的上层能量管理和下层功率跟踪控制进行了研究,以提高混合发电系统的供电质量和供电可靠性,保证功率的供需平衡。首先,本文提出了一种基于粒子群算法的能量管理策略,用于实现混合发电系统功率的优化分配,该方法可以根据天气情况及负载需求,通过粒子群算法优化的计算出光伏发电系统、风力发电系统和蓄电池的给定功率,限制蓄电池荷电状态在合理范围内,同时减少蓄电池的充放电频率。其次,本文分别设计了光伏发电系统和风力发电系统的功率跟踪控制器。光伏发电系统的功率跟踪控制由一个切换控制器实现,切换控制器由基于扰动观察法的最大功率跟踪控制器和基于PI控制方法的给定功率跟踪控制器构成,切换控制器可根据切换信号分别实现光伏发电系统的最大功率跟踪控制和给定功率跟踪控制。风力发电系统的功率跟踪控制由模型预测控制器实现,模型预测控制器同样可以实现风力发电系统的最大功率跟踪控制和给定功率跟踪控制,为了满足风力发电系统快速采样的需要,在通过预置反馈控制减小计算量的基础上,采用一种可实现快速计算的数值算法(Continuation/GMRES法)求解模型预测控制优化问题。最后,在MATLAB/Simulink下分别验证了基于粒子群算法的能量管理策略的有效性和功率跟踪控制器的有效性。为了说明基于粒子群算法的能量管理策略的有效性,给出了不同工况下的仿真结果,并与基于逻辑规则的能量管理策略的仿真结果进行了比较研究。为了说明切换控制器和模型预测控制器的有效性,分别对了光伏发电系统和风力发电系统的动态特性和稳态特性进行了分析。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM61;TP273

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本文编号：2573886