基于KFCM-WOA算法的农村微电网多能源优化容量配比研究

发布时间：2021-07-31 03:22

　　随着智慧农业和设施的大力发展,农村地区用电量将会持续不断增长,然而农村电网等现有基础设施难以满足大规模用电需求,影响了农村地区的社会、经济发展。同时,部分偏远山区和农牧地区存在自然环境恶劣和输电距离较远等问题,输电线路修建难度大,导致大电网对偏远地区供电费用高、输电耗损大。针对传统能源无法满足农村地区经济发展供电的实际问题,因此采用风光气储互补发电来弥补风光随机性和波动性强的缺点,这样就可以为负载提供相对稳定可靠的电能,本文总结了容量配比问题的国内外研究现状,分析了存在的问题,并在此基础上进行了农村微电网多能源互补容量配置方面的研究。论文的主要研究内容包括以下三点:分析了风力发电、光伏发电、沼气发电以及蓄能系统发电的基本原理,构建立了相对应的数学模型,分析了风光气储各部分的运行原理及运行特性,为开展容量配置研究工作奠定了基础。分析了风光气储互补发电容量优化配置方法,针对风光气储能互补发电系统中储能容量最小、设备投入总成本最低两个目标函数,构建了以分布式能源所占系统容量份额、SOC状态数值以及稳定安全性指标为约束条件的优化配置模型,分析了标准鲸鱼算法存在的不足,通过核模糊C-均值聚类和L... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

弃风弃光量我国发电规模在全球的排名稳居第一，包括水电、光伏、风电的装机

基于KFCM-WOA算法的农村微电网多能源优化容量配比研究8第2章农村微电网的特性分析及模型建立地球上的化石能源储存量是有限的，随着能源不断的使用，化石能源消耗殆尽已经迫在眉睫，同时使用化石能源进行发电会污染环境[40]。因此各国都在将研究重点向能够再生的清洁能源方面转移，其中以分布式新能源发电的微电网更是被给予了极大的关注。2.1风力发电特性及模型2.1.1风力发电的原理及特性将空气流动形成的风转换成机械能，再使之为电能，这个过程即为风力发电[41]。它的实现机制就是借助于风动力初始风机叶片转动，然后利用增速齿轮箱或者直接和发电机组进行对接，这样就能实现发电。风机构成主要为塔架、机舱与风轮，具体可参见下图2.1所示；图2.1风机的基本结构当风流的风速为v，在它穿过面积为A的流面之时，它所耗用的功率为：312P=Av(2.1)式中:空气密度与风功率依次为与P，风速v的三次方与流面面积A呈现出正比关系，叶尖速度比与桨距角（分别为与β）。

基于KFCM-WOA算法的农村微电网多能源优化容量配比研究10图2.3风力发电转速与输出功率的关系2.1.2风力发电的模型在下图中展示了风速与风机发电输出功率所对应的关系，后者所对应的曲线与分段函数相类，在风速低于切入风速时，此时风力不能促使叶片转动，为此机组就不会存在着输出功率；若是风速低于额定风速，则对其最大输出功率进行跟踪，为了方便计算，可以将输出功率近似成一次函数。在风速超过额定风速却低于切出风速时，那么就需要将风机输出功率进行限定，使之维持额定功率。若是风速超过切出风速，那么叶片转速过快，为了保护风电机组,需要马上停止工作。图2.4风力发电输出功率P与风速V之间的关系所以风机发电功率输出模型是为分段函数，若是风速低于V切入，或者超过V切出，对应的输出功率皆为零；若是风速超过V切入而低于V额定，那么该输出功率即类似为一次函数；若是风速超过V额定低于V切出，那么该发电机组的输出功率就是额定功率。P3P2P1η1η2η3ABCPmaxV1V2V3Pmη


本文编号：3312666