風光柴蓄混合能源系統(tǒng)優(yōu)化設計.pdf

1、風光柴蓄混合能源系統(tǒng)因包括風力發(fā)電機、光伏板和變頻直流柴油發(fā)電機三種能量來源，以及蓄電池做儲能設備，可以彌補單獨風力或光伏發(fā)電帶來的隨機性和偶然性等不確定因素造成的系統(tǒng)供電不穩(wěn)定，可靠性低的缺點。本系統(tǒng)中采用變頻直流柴油發(fā)電機做應急電源，降低系統(tǒng)投資運營成本。
　　本文主要對風光柴蓄混合能源系統(tǒng)進行建模與優(yōu)化研究，通過動態(tài)仿真系統(tǒng)年運行狀況驗證系統(tǒng)配置的正確性。首先闡述了風光柴蓄混合能源系統(tǒng)各組成部分：風力發(fā)電機、光伏板、蓄電池和

2、變頻直流柴油發(fā)電機的工作原理及輸入輸出特性，在此基礎上建立對應的數值分析模型。為了獲得風力發(fā)電機、光伏板的最大輸出功率，對比分析了其MPPT(Maximum Power Point Tracking)最大功率點跟蹤控制策略。在上述研究的基礎上根據風光柴蓄混合能源系統(tǒng)各個部件間的能量關系，建立風光柴蓄混合能源系統(tǒng)模型。
　　然后，根據系統(tǒng)供電可靠性和成本最優(yōu)化要求提出以可靠性指標系統(tǒng)年度缺電率 LPSP(the Loss of po

3、wer Supply Probability)和以系統(tǒng)全壽命周期成本 LCC(the Life Cycle Cost)為目標函數的優(yōu)化目標。根據系統(tǒng)特性，分別采用自動搜索匹配算法和遺傳算法進行系統(tǒng)優(yōu)化設計，其中自動搜索算法因數據量少，計算簡潔，遺傳算法不同之處在于，將能源調度策略的非線性因素考慮在內，可以更大化利用風力發(fā)電機、光伏板和變頻直流柴油發(fā)電機產生的能量，從而進一步降低系統(tǒng)運營成本。
　　最后，為了保證用戶負載用電可靠性，

4、需預測出全年8760小時逐時數據，進行系統(tǒng)優(yōu)化配置計算，即首先根據已有風速、光輻射資料進行數據預測。在此基礎上，采用自動搜索匹配算法進行配置優(yōu)化，分別得出不同可靠性LPSP的系統(tǒng)優(yōu)化。由于自動搜索匹配算法只對系統(tǒng)的投資成本進行優(yōu)化，實際上在系統(tǒng)運行時，在風力發(fā)電機和光伏板不能供給用戶負載時，如何選擇柴油機和蓄電池供電，是一個非線性問題，因此采用了改進能量調度策略的遺傳算法進行研究，通過仿真所得優(yōu)化下風光柴蓄混合能源系統(tǒng)的年工作狀況，對比