儲能系統(tǒng)的優(yōu)化建模與控制策略研究.pdf

1、針對包含可再生能源的混合發(fā)電系統(tǒng)例如風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)光柴儲混合微網(wǎng)系統(tǒng)的電源容量優(yōu)化配置問題,本文首先介紹了系統(tǒng)中各個發(fā)電電源功率輸出以及儲能單元充放電的數(shù)學(xué)模型,同時完整建立了考慮電源初始投資費用、更換費用以及運(yùn)行維護(hù)費用的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性模型。利用遺傳算法根據(jù)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性要求,得到風(fēng)光儲混合發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置;根據(jù)獨立風(fēng)光柴儲混合微網(wǎng)系統(tǒng)中污染物排放量、電力盈余率以及電力不足率等約束,引進(jìn)相應(yīng)的懲罰費用,在給

2、定系統(tǒng)調(diào)度策略下以綜合成本費用最低為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行了不同發(fā)電單元和儲能容量的優(yōu)化配置分析。
　　蓄電池儲能系統(tǒng)的容量和功率配置不僅關(guān)系到其工作的可靠性,同時配置的合理與否將會影響到整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。為此,本文建立了獨立和并網(wǎng)可再生能源系統(tǒng)的中電池儲能單元的功能模型,以及一定容量和功率下的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性模型,在系統(tǒng)約束條件下根據(jù)儲能配置成本費用最低的目標(biāo)要求,利用遺傳算法尋優(yōu)研究了電池儲能系統(tǒng)的最優(yōu)容量-功率配置,并分析了它們與系統(tǒng)運(yùn)行指

3、標(biāo)以及成本費用之間的關(guān)系。
　　基于風(fēng)力和太陽能發(fā)電的可再生能源發(fā)電系統(tǒng),因受天氣條件變化影響大,其輸出功率存在一定的波動性和不確定性,常常需要引入儲能來對其進(jìn)行平抑,滿足相應(yīng)的目標(biāo)或者并網(wǎng)許可。蓄電池儲能系統(tǒng)具有能量密度高、功率密度低的特點,適合平抑長期平穩(wěn)的小功率波動,但是在大功率波動時存在難以響應(yīng)的問題;超級電容器功率密度高但是其能量密度較低,在長時間的工作下會出現(xiàn)能量的不足,適合平抑具有短期間歇性的尖峰功率波動。因此,本文

4、根據(jù)它們兩者之間在功率和能量上存在的互補(bǔ)性特點,研究了蓄電池-超級電容互補(bǔ)儲能系統(tǒng)及其控制策略,并與單一的蓄電池或者超級電容儲能系統(tǒng)進(jìn)行對比。互補(bǔ)儲能系統(tǒng)充分發(fā)揮超級電容器充放電功率大的優(yōu)勢,對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的大功率波動進(jìn)行平抑,同時能夠發(fā)揮蓄電池的能量優(yōu)勢,保證其在長期小功率波動下的工作。
　　最后,本文結(jié)合合肥工業(yè)大學(xué)儲能實驗室光伏聯(lián)儲實驗平臺的建設(shè),詳細(xì)介紹了整個實驗平臺的硬件構(gòu)成,以及整個系統(tǒng)后臺監(jiān)控軟件的組成、設(shè)計和