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基于改进PSO的风光系统混合储能容量优化研究

基于改进PSO的风光系统混合储能容量优化研究

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作者：张力月西安理工大学

学位级别：硕士

由于风光发电出力具有随机性和间歇性等特点,加之负荷功率也存在一定的波动性,这就加剧了不平衡功率的波动,将不利于风光发电系统稳定可靠的运行,利用储能系统是解决这一问题的有效方法。但储能装置成本较高,故研究风光系统中混合储能... 详细信息

由于风光发电出力具有随机性和间歇性等特点,加之负荷功率也存在一定的波动性,这就加剧了不平衡功率的波动,将不利于风光发电系统稳定可靠的运行,利用储能系统是解决这一问题的有效方法。但储能装置成本较高,故研究风光系统中混合储能容量的优化配置问题,具有重要的现实意义和应用价值。首先,分析风力和光伏发电的原理及出力模型,并且从剩余电量递推关系、储能装置的荷电状态(SOC)和功率约束这几个角度对储能装置进行数学建模;其次,选择典型日数据来代表典型年份全年数据作为基本数据库,求解风光系统在孤岛和并网两种运行方式下的混合储能补偿功率,采用数字滤波算法对储能功率进行分配,并计算其额定功率和容量;最后,当风光系统孤岛运行时,以系统功率平衡、储能系统的充放电功率、SOC特性及可靠性指标负荷缺电率(LPSP)、能量浪费率(SPSP)等为约束条件,将计及储能寿命的整个储能系统在工程使用年限中的总成本最小作为目标函数;当风光系统并网运行时,以系统功率平衡、储能系统的充放电功率、SOC特性及入网功率波动率等为约束条件,将计及储能寿命的整个储能系统在工程使用年限中的总成本与系统买、卖电的总成本之和最小作为目标函数。其中,应用雨流计数法对储能寿命进行评估,并利用线性递减权重粒子群算法求解储能容量优化模型,得到最优适应度函数值及储能优化容量。通过对未加入储能、加入单一蓄电池储能和蓄电池&超级电容器混合储能的补偿效果进行对比分析,结果表明:加入超级电容器的混合储能系统,在降低系统总成本和提高可靠性指标:负荷缺电率(LPSP)、能量浪费率(SPSP)等方面具有较明显的优势。

关键词：风光发电系统蓄电池&超级电容器混合储能线性递减权重粒子群算法

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