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大规模风光互补发电系统建模与运行特性研究

电网技术 2012年第1期36卷 65-71页

作者：蔡国伟孔令国杨德友潘超孙正龙东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 华北电力大学电气工程学院北京市昌平区102206

建立了大规模并网风光互补发电系统动态分析模型,提出了基于功率变化率改进扰动观察最大功率跟踪算法。风电及光伏系统均采用有功、无功解耦双环电流控制策略。应用静止同步补偿器分析模型的暂态故障电压。含风电、光伏及风光互补运行... 详细信息

建立了大规模并网风光互补发电系统动态分析模型,提出了基于功率变化率改进扰动观察最大功率跟踪算法。风电及光伏系统均采用有功、无功解耦双环电流控制策略。应用静止同步补偿器分析模型的暂态故障电压。含风电、光伏及风光互补运行的电力系统仿真计算验证了该模型的有效性及其功率波动特性和母线电压的暂态影响。仿真结果表明,该风光互补发电系统模型有效降低了输出功率波动,实现了风光系统低电压穿越,确保故障情况下风光系统不脱网运行以及电网安全稳定运行。

关键词：风光互补发电系统功率波动特性低电压穿越

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风光互补发电系统电能质量特性分析

水电能源科学 2014年第11期32卷 197-201页

作者：陈兵李群吴熙袁晓冬江苏省电力公司电力科学研究院江苏南京211100 东南大学电气工程学院江苏南京210096

为了解风光互补发电系统电能质量特性,构建了风光互补发电系统出力和控制仿真模型,提取仿真运行中的电压、电流数据,并在孤岛和并网运行方式下分析了电网电能质量的变化特性,进而提出了一套面向风光互补发电系统的电能质量分析指标体系... 详细信息

为了解风光互补发电系统电能质量特性,构建了风光互补发电系统出力和控制仿真模型,提取仿真运行中的电压、电流数据,并在孤岛和并网运行方式下分析了电网电能质量的变化特性,进而提出了一套面向风光互补发电系统的电能质量分析指标体系,可为风光互补发电系统运行优化及电能质量治理提供合理建议。

关键词：风光互补发电系统电能质量分析孤岛并网

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风光互补发电系统特性研究

华东电力 2010年第12期38卷 1903-1906页

作者：刘波郭家宝袁智强唐勇俊上海电力设计院有限公司上海200025

对风能发电和太阳能发电的输出功率进行了详细分析,从风光输出功率特性和电量的角度,研究风光联合发电系统在时间上的互补特性,通过对不同配比方式下实际风光数据的统计分析计算,验证了风光联合发电系可提高系统供电的连续性和稳定性,... 详细信息

对风能发电和太阳能发电的输出功率进行了详细分析,从风光输出功率特性和电量的角度,研究风光联合发电系统在时间上的互补特性,通过对不同配比方式下实际风光数据的统计分析计算,验证了风光联合发电系可提高系统供电的连续性和稳定性,同时也对未来选择较为合适的风光配比方式提供参考依据。

关键词：风光互补发电系统风光配比方式输出功率

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风光互补发电系统商用可靠性评价体系构建

风光互补发电系统商用可靠性评价体系构建

作者：田娜华北电力大学

学位级别：硕士

电力市场改革已历经厂网分离的阶段,发电公司面对的是激烈的市场竞争,所以对适应于垄断经营模式下的系统可靠性评价体系应该重新进行调整来适应电力市场。风光互补发电系统由于自身的可再生、无污染的特点而倍受青睐,由于两种能源较强... 详细信息

电力市场改革已历经厂网分离的阶段,发电公司面对的是激烈的市场竞争,所以对适应于垄断经营模式下的系统可靠性评价体系应该重新进行调整来适应电力市场。风光互补发电系统由于自身的可再生、无污染的特点而倍受青睐,由于两种能源较强的互补性而改善了单独的风、光发电系统的波动性和间歇性等问题。然而,由于风、光资源本身的不稳定性,风光互补发电系统在技术和经济效益上分别存在一定的系统风险与商用风险。如何将风光互补发电系统的经济效益与系统可靠性相结合,进行综合评价就显得尤为重要。从国际上引入“商业可用性”理论,与传统的电力系统可靠性理论相结合,探索风光互补的商用可靠性评价体系,来分析电力市场的商业行为将会对风光互补发电系统产生深远的影响。因此,本文将构建新的商用可靠性指标体系,为风光互补在保证发电、供电稳定的前提下如何获得更大的综合经济效益,实现可持续发展提供依据。首先,对传统电力系统的可靠性和经济性评价方法进行了分析,在此基础上对风光互补发电系统自身的特点进行了剖析。构建了商用可靠性评价指标体系,对发电稳定性、供电稳定性、发电收益、发电成本和可持续发展所需要的核心竞争力等多方面进行关键性指标的挖掘。改变传统的单纯基于技术指标的可靠性分析,进行全面、系统、标准化的评价体系设计,为风光互补在不断革新的电力市场环境下的综合评价提供新的思路。其次,本文将在权重确定方法上进行改进,针对指标的多属性和多准则的特点,提出了一种基于层次分析法和信息熵理论相结合的多准则权重确定方法,改进了层次分析法主观性较强的不足,为进行全面客观的评价提供有效的权重判断依据。最后,根据风光互补发电系统的系统工程性特点,选择灰色综合评价方法来进行综合评价,并通过算例来分析所构建的评价体系的合理性。风光互补发电系统商用可靠性评价体系的构建,是在不断革新的电力市场环境和运作模式下进行指标体系与评价方法的改进,在新能源快速发展的今天,为风光互补发电系统做出合理的发展决策提供参考依据。

关键词：风光互补发电系统商用可靠性信息熵-AHP 灰色综合评价

风光互补发电系统容量优化配置与光伏最大功率跟踪研究

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风光互补发电系统容量优化配置与光伏最大功率跟踪研究

作者：陈天华南理工大学

学位级别：硕士

随着世界能源问题的日益突出,新能源技术的开发已成为世界各国关注的热点问题,太阳能发电和风力发电已经逐步成为新能源发电的主要方式之一。目前经济性仍是制约太阳能发电和风力发电技术发展与应用的主要因素。为提升风光发电技术的经... 详细信息

随着世界能源问题的日益突出,新能源技术的开发已成为世界各国关注的热点问题,太阳能发电和风力发电已经逐步成为新能源发电的主要方式之一。目前经济性仍是制约太阳能发电和风力发电技术发展与应用的主要因素。为提升风光发电技术的经济性,本文主要研究了离网型风光互补发电系统的容量配置优化技术与光伏最大功率跟踪技术。本文首先针对风力发电与光伏发电的互补性,介绍了风光互补发电技术的优势,同时综述了风光互补发电系统的发展现状。随后对风光互补发电系统中风力发电机、光伏电池和储能电池等元件进行了建模与特性分析并介绍了离网型风光互补发电系统的运行方式。合理的容量配置对离网型风光发电系统的经济性与可靠性意义重大。本文建立了离网型风光互补发电系统的容量优化配置模型,以年缺电负荷率最小及系统成本最低为目标函数,以储能电池充放电次数、系统功率平衡以及电池充放电上下限等为约束条件。针对缺电负荷率、系统成本两目标函数相悖的特点,将拥挤度和帕累托排序的概念引入到复合型微分进化算法,使得改进后算法在具有多目标寻优能力。最后应用该算法对风光互补系统发电容量优化配置模型进行求解,算例结果验证了所构模型的合理性和所提算法的有效性。光伏最大功率跟踪技术对光伏发电效率的提升影响重大。在局部阴影条件下,光伏阵列的输出特性存在多个极值点,传统最大功率追踪技术失效。本文首先综述了光伏最大功率跟踪技术的发展现状,随后对光伏阵列进行了建模与特性分析,同时针对局部阴影条件下在最大功率追踪时可能出现的多极值问题进行了分析与建模。针对粒子群算法在局部阴影下光伏阵列最大功率点追踪问题应用中若初始值设置不当易导致陷入局部最优解的问题,将混沌粒子群算法引入到寻优问题中并在多种阴影条件下进行了仿真,从而验证了所构模型与算法。

关键词：风光互补发电系统容量优化配置微分进化算法光伏最大功率跟踪混沌粒子群算法

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风光互补发电系统能量管理和控制研究

风光互补发电系统能量管理和控制研究

作者：李光明华南理工大学

学位级别：硕士

由于环境和资源问题以及风能太阳能利用的成本的降低和技术的成熟,风力太阳能互补发电系统的研究和应用得到越来越广泛的关注。由于太阳能、风能和负载功率的随机性变化,如何对可并网运行的中小型风光互补发电系统能量进行管理和控制,... 详细信息

由于环境和资源问题以及风能太阳能利用的成本的降低和技术的成熟,风力太阳能互补发电系统的研究和应用得到越来越广泛的关注。由于太阳能、风能和负载功率的随机性变化,如何对可并网运行的中小型风光互补发电系统能量进行管理和控制,实现对各供电设备实施有效管理,满足负载的需求,并不对电网运行造成影响,是风光互补发电系统的应用所要解决的难题之一。本文正是在此背景下,对风光互补发电系统的能量管理和控制进行了较深入的研究,在不涉及其他上位机的情况下,采用PLC对风光互补发电系统的能量管理和控制进行硬件和软件系统设计,采用模糊控制技术对系统运行进行了理论和仿真研究,论文主要研究内容包括: 1、分析了风光互补系统的结构和特点,对系统独立运行和并网运行时系统能量供需平衡问题、蓄电池充放电管理和市电负载控制进行了分析,设定了系统运行的六种状态。详细介绍了在相应运行状态下,各子系统的工作情况。 2、采用模糊控制算法,以系统的蓄电池剩余容量和系统发电功率和负荷功率之差为输入条件,系统运行状态为输出条件,对系统的能量管理和控制进行模糊控制。离线计算了控制表格,并用Simulink仿真验证了算法的正确性。 3、设计了基于PLC的硬件和软件系统。在硬件上设计了一个配电柜,集中对系统进行测量和监控。介绍了配电柜以PLC为控制器,采用Modbus协议接入通信网络中,实现与互补系统中的其他子系统协调合作;同时编写了采用模糊控制技术的PLC程序,在没有其他上位机参与的情况,可以根据负载的变化,有效地进行能量分配管理控制以及实现其他监控功能。仿真和系统运行证明,本文提出的采用模糊控制理论的可并网的风光互补发电系统的能量管理和控制的研究思路、硬件设计及软件设计方案是可行的。

关键词：风光互补发电系统能量管理模糊控制 PLC Modbus

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风光互补发电系统控制策略的研究

风光互补发电系统控制策略的研究

作者：王童安徽理工大学

学位级别：硕士

伴随着社会的进步,科技水平的提高,以化石原料为主的能源结构已经无法满足人类日益增长的生活需求,再加上化石能源大量使用对环境的破坏,为了保护人类赖以生存的环境、实现能源的可持续发展,大规模开发利用新能源已成为社会的发展趋势... 详细信息

伴随着社会的进步,科技水平的提高,以化石原料为主的能源结构已经无法满足人类日益增长的生活需求,再加上化石能源大量使用对环境的破坏,为了保护人类赖以生存的环境、实现能源的可持续发展,大规模开发利用新能源已成为社会的发展趋势。其中风能、太阳能这类可再生能源,以其资源丰富、清洁无污染等诸多优点备受关注,风能和太阳能又因其固有的优势得到广泛的应用。但是,风能和太阳能都存在一些相对的弊端,比如受天气影响大、供电稳定性较弱等。为了消除它们的弊端,我们可以利用风能和太阳能在时间、季节、地域上都存在互补性把风力发电和太阳发电相互结合,得到相对高效稳定的电量。风光互补发电系统的最大功率跟踪控制环节以及发电量稳定性问题的研究变的重要起来。文章中以风光互补发电系统作为课题研究对象。首先,通过构建风力发电部分、光伏发电部分和蓄电池的数学模型,具体分析了它们的工作原理,并在此基础上运用Matlab/Simulink对风力发电和光伏发电部分进行仿真,对仿真所得的输出特性曲线进行了分析。并通过分析得出蓄电池具有均衡风光混合发电输出功率的作用,能够减缓系统波动,提高风光混合发电系统产能的质量,与风力机和光伏电池结合形成风光储混合发电系统,更好的优化系统能量的传输。其次,在介绍风力发电和光伏发电仿真模型的基础上提出了最大功率跟踪的方法和原理。研究了几种典型的风力发电和光伏发电最大功率点跟踪策略,通过对比不同策略优缺点,运用梯度式扰动观察法和自适应变步长扰动观察法分别对风力发电和光伏发电最大功率点进行跟踪控制。并通过仿真验证了改进算法的可行性。最后,通过对蓄电池控制策略进行分析,确定了适合本系统蓄电池的充放电策略。铅酸蓄电池储能系统采用双向DC/DC逆变器与风光混合发电系统进行连接,为了更好的、更快速稳定电容器端电压从而达到迅速调节直流侧电流、稳定风光混合发电输出功率的目的,双向DC/DC逆变器采用双环PI控制结构,即在电压控制环内加入电流内环控制。最后,利用各个子系统模型组合搭建了风光互补直流微网的整体模型架构,经过Simulink仿真,验证了蓄电池在整个微网系统中控制的正确性与稳定性。图[46]参[61]表[3]

关键词：风光互补发电系统最大功率点跟踪蓄电池 PI控制

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风光互补发电系统的控制研究

风光互补发电系统的控制研究

作者：李坦兰州交通大学

学位级别：硕士

随着全球经济的快速发展，传统化石能源的不断紧缺，可再生能源在电力行业所占的比重不断提高。其中，风光互补发电系统充分利用风能和太阳能在时间上的互补性，是可再生供电系统的重要形式。在此背景下，对风光互补发电系统的控制研究... 详细信息

随着全球经济的快速发展，传统化石能源的不断紧缺，可再生能源在电力行业所占的比重不断提高。其中，风光互补发电系统充分利用风能和太阳能在时间上的互补性，是可再生供电系统的重要形式。在此背景下，对风光互补发电系统的控制研究能更加合理地利用风能和太阳能。主要对并网型风光互补发电系统的控制进行研究，首先根据有风有阳光、有风无阳光、无风有阳光和无风无阳光四种天气条件，将风光互补发电系统分为4种工作模式。并对风力发电子系统和光伏发电子系统的控制分别进行研究。以变桨距风机和单晶硅光伏电池为研究对象，根据系统多变量、非线性、时变的特点，将模糊自适应控制算法应用于风机和光伏电池的给定功率跟踪控制，并将基于蚁群算法的RBF(Radical BasisFuncation,径向基函数)神经网络应用于光伏电池MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率点跟踪)。以中节能玉门昌马风光互补并网发电示范项目为背景，对风光互补发电系统的协调控制进行研究。采用递阶控制结构，将系统分为两级，上级为功率协调控制器，下级为两个子系统，根据系统并网效益和输出功率平滑性构建目标函数，采用多层决策技术中的理想点法对目标函数进行优化，协调控制两个子系统的发电功率。采用基于NSGA-Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,带精英策略的快速非支配排序遗传算法)的分级递阶控制方法对系统进行协调控制，采用NSGA-Ⅱ算法对两个目标函数进行优化，协调控制子系统的发电功率。并将优化结果同基于理想点法的协调控制优化结果进行对比，得出最优控制方法。在Matlab/Simulink环境下搭建了风光互补发电系统的电力模型，对风机的功率控制、光伏电池的给定功率控制和最大功率跟踪控制，风光互补发电系统的协调控制进行了仿真分析，结果表明该风光互补发电系统的协调控制方法是可行的。

关键词：风光互补发电系统协调控制模糊控制神经网络

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风光互补发电系统在海洋渔船中的应用

风光互补发电系统在海洋渔船中的应用

作者：李严海南大学

学位级别：硕士

随着全球经济的不断发展和社会现代化进程,以化石能源为主的一次能源资源的储量在全球范围内正迅速减少。中国经济发展速度快,源消耗量大,能源资源储量紧张是当前面临的实际问题。面对以上问题可积极利用可再生的新能源,可再生资源因其... 详细信息

随着全球经济的不断发展和社会现代化进程,以化石能源为主的一次能源资源的储量在全球范围内正迅速减少。中国经济发展速度快,源消耗量大,能源资源储量紧张是当前面临的实际问题。面对以上问题可积极利用可再生的新能源,可再生资源因其显著的节能、环保效果而受到广泛重视,在国家长期的能源战略中具有重要地位。我国已将节约资源和环境保护定为基本国策,因此太阳能、风能产业作为重要战略能源正在我国政策的大力支持下稳步发展。尽管新能源在应用技术日趋成熟,且生产成本不断降低,但将其应用在交通生产工具则起步较晚,尤其是涉及能源转换应用于船舶上的研究更是滞后。近年来,研究人员对新能源技术在船舶中的应用研究重点以游艇和大型船舶为主,在实际问题前仍有关键技术问题待于解决。本文以海南海洋渔船现实情况为研究背景,海南是我国的渔业大省之一,渔业是省内经济重点,着眼于现代渔业的技术改进和持久发展,即风光互补发电系统在海洋渔船上的运用是一个值得深入思考的研究方向。本文通过对海南省渔船情况调查及能耗分析,得出风光互补发电系统能够普及应用于海洋渔船;通过以太阳能发电技术与风力发电技术为根本,结合其技术原理、组成结构及关键性技术,提出渔船风光互补发电系统作为渔船辅助供电设备集成设计的可行性流程和设计要点;分析海南省渔船固定作业区域内的太阳能资源、风能资源,设定了海洋渔船发电系统中负载、光伏阵列、风力电机和蓄电池主要组件合理匹配原则;以选定海南传统木质渔船结构特点为依据,利用渔船有效空间,最大化布置安装太阳能光伏阵列,并针对渔船光伏阵列支架结构进行设计,保证其安全、可靠运行;提出一种适合渔船安全控制方案;最后运用PVsyst软件对实例进行仿真分析。本文最终得出了风光互补海洋渔船的可行性设计流程要点、发电系统配置、硬件选型及光伏阵列合理最大化布置及安装方法,促使满足渔船在出海作业或港内锚泊期间,在不启动渔船副机发电的情况下,仅仅依靠该设备尽可能对非动力、生产设备、制冷设备及生活用电器进行供电,并通过仿真验证应用方案的合理性,保证其系统安全可靠运行,为深入研究提供技术支持。系统的设计为海南省渔业广泛运用太阳能、风能资源提供前期技术支撑,更好地保障了渔民出海捕捞作业的安全性、经济性。促进新能源在海南渔业中的应用,减少海南省渔业污染,推进先进技术与传统渔业的融合提供了一个可行的应用方案。

关键词：海洋渔船风光互补发电系统分析与设计 PVsyst仿真