微电网的发电和负荷预测及其模糊控制研究

作     者：黄超辉 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张小刚

授予年度：2012年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：分布式微电网 光伏发电预测 负荷预测 RBF神经网络 模糊控制器 

摘      要：在边远的山区和远离内陆的海岛，从大电网输电存在成本高、技术难度大和维护困难等缺点，利用新能源发电的微电网能够较好解决这些问题。但是混合新能源发电系统各微电源发电特性不同，导致发电电压、电流瞬时波动大，优化微电网发电控制系统具有重要意义。本文从现有的发电控制系统出发，研究提高发电控制系统的效率，研究了微电网的发电和负荷预测以及模糊控制，根据负荷预测和光伏发电预测的结果确定蓄电池的目标容量，由检测机构返回的蓄电池当前容量得到容量的误差和误差变化率，经过模糊控制器的判断推理输出对柴油机的控制。 首先，介绍微电网发电控制系统的设计背景，以珠海东澳岛的风光柴蓄微电网为背景，详细的介绍海岛微电网的设计背景和设计过程，分析建立风光柴蓄微电网的经济效益，接着研究提高发电系统的经济效益，提出基于模糊控制的发电控制系统结构。 其次，建立基于RBF神经网络的负荷预测和光伏发电预测模型。根据历史统计数据和实时数据，综合考虑各种环境因素对微电网负荷和发电的影响，分析微电网负荷和发电预测模型输入量的选择原则、网络结构、样本选取以及数据的预处理方法，建立一种适用于发电控制系统的负荷预测在线模型和光伏发电在线预测模型，分析负荷预测误差对发电系统控制的影响。 最后，设计一种基于模糊控制的发电控制系统。分析模糊控制方法应用于微电网发电控制系统的优势，介绍模糊控制器的设计方法，设计发电系统模糊控制器的结构，确定模糊控制器的输入输出变量的范围选择、语言变量论域以及模糊化，建立控制器的模糊控制规则表和模糊控制查询表，对模糊控制器进行仿真，将实际控制系统和模糊控制器的控制效果进行了比较。 仿真结果表明，基于模糊控制的发电控制系统能够模拟专业操作人员的控制方式对发电系统进行控制，理论上能够稳定效率的运行，具有较好的应用前景。