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风光互补独立供电系统的优化设计

太阳能学报 2006年第9期27卷 919-922页

作者：徐大明康龙云曹秉刚西安交通大学机械工程学院

在设计风光互补独立供电系统时,系统中需要优化的不仅有光伏电池和蓄电池的容量,还应该有风力发电机种类和容量以及光伏电池的倾角。优化目标为系统安装成本,约束条件为供电可靠性,其指标负载缺电率LP- SP需经仿真运行得到。本问题属于... 详细信息

在设计风光互补独立供电系统时,系统中需要优化的不仅有光伏电池和蓄电池的容量,还应该有风力发电机种类和容量以及光伏电池的倾角。优化目标为系统安装成本,约束条件为供电可靠性,其指标负载缺电率LP- SP需经仿真运行得到。本问题属于非线性整数规划,也是一个NP-hard问题。用包含精英策略的遗传算法优化,以自适应罚函数法处理约束。计算和验证表明本文采用的算法收敛,能同时优化风力发电机类型和容量、光伏电池的容量和倾角以及蓄电池的容量,并且计算效率高。

关键词：可再生能源独立供电系统容量配置遗传算法自适应罚函数

基于NSGA-Ⅱ的风光互补独立供电系统多目标优化

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太阳能学报 2006年第6期27卷 593-598页

作者：徐大明康龙云曹秉刚西安交通大学机械工程学院机械电子工程系

在风光互补独立供电系统的设计中,系统的优化配置是一个重要步骤。风光资源、发电、储能和负载之间有复杂的匹配关系。风光互补独立供电系统的优化配置可看作一个多目标优化问题,两个相互冲突的目标是极大化供电可靠性和极小化成本,供... 详细信息

在风光互补独立供电系统的设计中,系统的优化配置是一个重要步骤。风光资源、发电、储能和负载之间有复杂的匹配关系。风光互补独立供电系统的优化配置可看作一个多目标优化问题,两个相互冲突的目标是极大化供电可靠性和极小化成本,供电可靠性指标负载缺电率LPSP需经仿真运行得到。优化算法采用精英非支配解排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),决策变量不仅有传统算法中的光伏电池和蓄电池的容量,还增加了风力发电机的类型和容量以及光伏电池的倾角。经传统算法及ε-约束法验证表明,NSGA-Ⅱ得出的非支配解前沿面就是Pareto前沿面。

关键词：可再生能源独立供电系统容量配置多目标优化演化算法

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光储独立供电系统的稳定性分析

光储独立供电系统的稳定性分析

作者：陈松柏华中科技大学

学位级别：硕士

在“碳达峰”和“碳中和”战略目标的驱动下,我国加快了能源的绿色转型,新能源发电得到了快速发展。随着新能源渗透率和电力电子装备渗透率的提高,电力系统电力电子化程度进一步加深。集发电输电用电为一体的光储独立供电系统的应用,在... 详细信息

在“碳达峰”和“碳中和”战略目标的驱动下,我国加快了能源的绿色转型,新能源发电得到了快速发展。随着新能源渗透率和电力电子装备渗透率的提高,电力系统电力电子化程度进一步加深。集发电输电用电为一体的光储独立供电系统的应用,在提高孤岛供电可靠性等方面发挥不可替代的优势。光储独立供电系统通过电力电子变换器进行能量转换。由于电力电子变换器的类型多样化、多时间尺度以及多控制环路耦合,使得系统的稳定性问题尤为突出,严重威胁系统的安全稳定可靠运行。本文从光储独立供电系统的需求出发,提出了自同步变换器和锁相同步变换器的控制策略,分别建立了小信号模型和直流电压时间尺度下暂态模型,分析了系统的小扰动稳定性和暂态稳定性,探究了控制参数对系统稳定性的影响。主要研究内容如下:(1)首先从输入输出功率平衡、一次调频、惯性响应、功率均分、有功无功解耦以及电压支撑等层面出发,提出了储能变换器和光伏自同步变换器的控制策略。其次,阐述了锁相同步变换器的基本工作原理。最后,通过MATLAB/Simulink对其功能进行了验证。(2)以储能变换器与锁相同步变换器两机并联带负荷运行构成的光储独立供电系统为研究对象,建立了全阶非线性模型,利用特征值分析法分析了系统的小扰动稳定性。通过参与因子分析和灵敏度分析,探究了控制参数变化对特征值的变化趋势,在此基础上运用特征值轨迹分别探究了低通滤波器截止频率、锁相环控制器参数以及电流内环控制器参数对系统小扰动稳定性的影响规律。最后,以尽可能使得对稳定性影响较大的特征值远离虚轴,阻尼比接近0.707为目标,利用粒子群算法对五个控制参数进行了优化,优化结果表明系统稳定性能和动态性能有所提升。(3)建立了忽略交流电压环、交流电流环以及网络动态的光储独立供电系统的直流电压时间尺度暂态简化模型,并将简化模型与电路模型进行对比验证了模型的准确性和适用性。基于直流电压时间尺度暂态简化模型,运用间接数值仿真法研究了在突增负荷暂态故障下系统的暂态稳定性,以两个旋转坐标系的夹角和锁相同步变换器的有功电流刻画出了系统的吸引域,并对影响系统暂态稳定性的控制参数进行了分析。

关键词：独立供电系统自同步变换器锁相同步变换器小扰动稳定性暂态稳定性吸引域

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一种独立供电系统的野外远程小型气象站设计

电子器件 2012年第5期35卷 579-584页

作者：蔡植善洪斯星蔡嘉灿曾永西泉州师范学院物理与信息工程学院福建泉州362000 泉州丰泽华誉电子器件研究所福建泉州362000

针对野外环境和地质灾害监测具有不易采用市电供电、难以采用长距离有线传输数据、无法准确及时发现和处理故障的特点,给出了一种采用风光互补独立供电系统、GPRS远程数据传送并具有故障自诊断功能的小型气象站。系统采用CC2530作为主控... 详细信息

针对野外环境和地质灾害监测具有不易采用市电供电、难以采用长距离有线传输数据、无法准确及时发现和处理故障的特点,给出了一种采用风光互补独立供电系统、GPRS远程数据传送并具有故障自诊断功能的小型气象站。系统采用CC2530作为主控MCU,便于与现场的其他监测对象通过ZigBee技术组网汇集数据;远程上位机采用LabVIEW编程。数据传输稳定、实时性好。

关键词：小型气象站独立供电系统通用分组无线业务 CC2530芯片实验室虚拟仪器工程工作平台

并联分时供电降压直流斩波器型单级多输入独立供电系统

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并联分时供电降压直流斩波器型单级多输入独立供电系统

作者：岳星青岛大学

学位级别：硕士

随着石油、煤和天然气等不可再生的化石能源日益紧张、环境污染日趋严重,能源和环境已成为21世纪人类所面临的重大问题。太阳能、风能、氢能、潮汐能和地热能等新能源具有清洁无污染、廉价、可靠、丰富等优点,其开发和利用越来越受到世... 详细信息

随着石油、煤和天然气等不可再生的化石能源日益紧张、环境污染日趋严重,能源和环境已成为21世纪人类所面临的重大问题。太阳能、风能、氢能、潮汐能和地热能等新能源具有清洁无污染、廉价、可靠、丰富等优点,其开发和利用越来越受到世界各国的广泛关注。然而,单一新能源供电受限于气候、季节等条件,存在电力供应不稳定、不连续、受环境影响大等缺陷。为克服单一新能源供电存在的缺陷,提高供电稳定性与连续性,实现新能源的充分利用和优先利用,需采用多种新能源联合供电的发电系统。因此,开展多种新能源联合供电的独立供电系统的研究,具有重要的理论价值和工程应用前景。本文在论述了多种新能源联合供电的独立供电系统的研究现状与发展的基础上,提出了一种并联分时供电降压直流斩波器型单级多输入独立供电系统,并对构成该系统的拓扑结构、能量管理控制策略、稳态原理特性、供电模式及其平滑切换、主要电路参数设计准则等关键技术进行了的理论分析、仿真与实验研究,获得了重要结论。所提出的并联分时供电降压直流斩波器型单级多输入独立供电系统的拓扑结构,是由一个并联分时供电降压直流斩波器型单级多输入逆变器与一个蓄电池充放电变换器在输出侧并联构成。单级多输入逆变器是由一个单输入单输出组合隔离双向降压直流斩波器将n路输入源四象限分时选择开关电路和一个输出LC滤波器连接构成,采用具有光伏MPPT的输入电压外环和输出滤波电感电流内环的最大功率输出能量管理SPWM控制策略;蓄电池充放电变换器是一种单级Buck/Boost型高频环节逆变器/整流器,采用具有输出电压直流偏置修正的类整流单极性移相SPWM控制策略。这种供电系统具有多路新能源和蓄电池向输出负载供电、多路新能源同时向输出负载和蓄电池供电、多路新能源单独向输出负载供电三种供电模式,根据输入功率和输出功率的大小,系统自动工作在一种供电模式且实现三种供电模式间的平滑无缝切换。单级多输入逆变器在正向能量传递和反向能量传递时的一个高频开关周期内存在10个工作区间,蓄电池充放电变换器一个高频开关周期内存在8个工作区间,给出了多输入逆变器的电压传输比、两象限外特性和充放电变换器的四象限外特性以及高频变压器匝比、有源箝位电容、谐振电容、功率开关电压和电流应力、输入和输出滤波器等关键电路参数设计准则。采用所提出的电路拓扑和能量管理控制策略,设计并研制了3k VA 240-360VDC/220V50Hz AC并联分时供电降压直流斩波器型单级多输入独立供电系统实验装置,PSIM仿真和实验结果表明,所提出的独立供电系统具有单级功率变换、高频电气隔离、功率密度高、变换效率高、三种供电模式、输出电压波形质量高等优良性能,在多种新能源联合供电领域具有广阔的应用前景。

关键词：多输入逆变器降压直流斩波器独立供电系统并联分时供电能量管理控制策略

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风光互补独立供电系统的应用

自动化应用 2014年第2期 73-75页

作者：张文忠上海电气输配电工程成套有限公司上海200050

针对非洲欠发达地区的能源供应状况,为充分利用当地自然资源,提出经济、适用的风光互补独立供电系统的工程应用方案。

关键词：绿色能源风力发电光伏发电独立供电系统经济性

含分布式可再生能源的独立供电系统优化配置研究

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电子技术与软件工程 2013年第19期 182-183页

作者：葛晓慧国网浙江省电力公司电力科学研究院浙江省杭州市310014

含分布式可再生能源的独立供电系统为解决偏远无电地区供电难问题提供了一条有效的途径,具有重要的现实意义。本文对含分布式可再生能源的独立供电系统的优化配置进行了研究,在分析了可再生资源分析以及系统组成设备分析后,建立了系统... 详细信息

含分布式可再生能源的独立供电系统为解决偏远无电地区供电难问题提供了一条有效的途径,具有重要的现实意义。本文对含分布式可再生能源的独立供电系统的优化配置进行了研究,在分析了可再生资源分析以及系统组成设备分析后,建立了系统经济性模型,并在此基础上通过比较总净现成本实现系统的优化配置,最后给出了敏感性分析对系统优化配置的作用。

关键词：可再生能源优化配置独立供电系统

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大管岛多能互补独立供电系统总体设计研究

海洋技术 2008年第4期27卷 78-82页

作者：熊焰王海峰崔琳黄勇郭毅国家海洋技术中心天津300112

论述了采用波浪能/太阳能/风能多能互补的独立供电系统的总体设计技术,并对多能互补独立电系统的电能输出,在并流、储能与能量控制、用户负荷调节(调峰技术)等技术方面阐明了设计思路。

关键词：大管岛多能互补独立供电系统总体技术

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光伏并网发电/独立供电系统的工作原理探究

智能城市 2018年第11期4卷 162-163页

作者：田巍刘国超辽宁太阳能研究应用有限公司辽宁沈阳110136

随着我国经济水平的发展,对能源的依赖程度越来越多。随着政府和大众对能源和环境的要求越来越高,清洁能源的开发和利用逐步进入快车道。太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源,是当前能源开发的首选。为加快能源转型,推动新能源建设,... 详细信息

随着我国经济水平的发展,对能源的依赖程度越来越多。随着政府和大众对能源和环境的要求越来越高,清洁能源的开发和利用逐步进入快车道。太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源,是当前能源开发的首选。为加快能源转型,推动新能源建设,各个国家纷纷投入到该领域来,太阳能的开发与利用对国家来说具有战略意义。使用更加清洁、便宜的能源,能极大改善人们的生活环境和生产生活状态。文章主要就太阳能并网发电与独立供电系统的工作原理进行探讨,并就其发展前景进行预测。

关键词：光伏并网独立供电系统工作原理控制策略