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基于机会约束规划的风光储混合系统容量优化配置研究

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基于机会约束规划的风光储混合系统容量优化配置研究

作者：栾德利沈阳工业大学

学位级别：硕士

能源问题是当今工业发展和经济建设中亟需解决的根本性问题之一,目前作为主流能源的煤炭和天然气等都属于不可再生资源,正面临着储藏量的减少和需求不断增加的不可调和之矛盾。如何解决这一问题,有两种思路,其一为研究不可再生资源的重... 详细信息

能源问题是当今工业发展和经济建设中亟需解决的根本性问题之一,目前作为主流能源的煤炭和天然气等都属于不可再生资源,正面临着储藏量的减少和需求不断增加的不可调和之矛盾。如何解决这一问题,有两种思路,其一为研究不可再生资源的重复利用方法,其二为大力开发可再生能源,相较而言,后者更具可行性。目前最常见的可再生能源中,风能和太阳能占据主要地位,其研究与运用已经取得了不小的突破。风能行业太阳能的应用目前主要在于与电能的转化,即风力发电与太阳能发电。相对于传统的发电方式而言,这两种方式不仅可以缓解煤炭等不可再生能源的紧缺现状,而且能够有效较低环境污染,具有经济环保双前景,未来必将成为能源研究领域的重点。目前的风能和太阳能利用中尚存很多问题,例如太阳能发电以及风能发电如何增加电能存储率的问题就是当前相关领域的研究热点,本文即以风光储混合系统容量优化配置为核心展开讨论。首先,针对风光储混合系统容量配置问题,通过数学建模的方式,结合风能和光能自身特性,以及现有机械设备的储能情况,用科学的眼光讨论其配置的最优解;并且利用PSCAD软件搭建风光储混合系统模型,通过对风光储混合系统及负荷能量守恒的分析,并利用无量纲的方式得出三个目标函数,分别为系统分数、负荷分数、设备利用率。将以上三个函数作为系统多目标优化指标。其次,针对含有风、光系统运行中存在不确定性,引入机会约束规划,通过该模型约束条件以及决策变量之间的联系情况,对风、光系统运行中影响因素进行探讨。具体方式表现为首先通过约束条件对原目标函数进行转化,使之形成相对更加有效的目标函数,其次在使用NSGA-Ⅱ算法的同时进行正态分布交叉算子分析,并结合实际优化算法,使之更加符合要求,以达到扩大搜索和提升收敛速度的目标,对种群的发展和维稳形成有效的保护。最后,通过前一步骤中改善完毕的NSGA-Ⅱ算法,在机会约束规划的前提下建立多目标优化模型,在MATLAB仿真工具中进行仿真试验,得到风光储混合系统具体的容量配置,根据该容量配置调整PSCAD模型参数获得风、光出力曲线,并与给定负荷进行对比,进而验证所提出方法能够很大程度的改善风、光的不确定性对系统输出功率影响。

关键词：风光储混合系统容量优化配置可靠性机会约束规划 NSGA-Ⅱ

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计及可靠性的风光储混合系统优化配置策略

电器与能效管理技术 2020年第11期 95-102页

作者：栾德利张宇献沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870

针对高比例风光储混合系统中风、光原动力的随机性和间歇性影响系统输出功率大幅度波动问题,提出计及可靠性的风光储混合系统优化配置策略。根据系统分配、负荷分配和设备利用率定义无量纲可靠性综合指标,采用机会约束规划克服风电和光... 详细信息

针对高比例风光储混合系统中风、光原动力的随机性和间歇性影响系统输出功率大幅度波动问题,提出计及可靠性的风光储混合系统优化配置策略。根据系统分配、负荷分配和设备利用率定义无量纲可靠性综合指标,采用机会约束规划克服风电和光伏输出功率不确定性影响,利用改进NSGA-II算法实现风光储混合系统容量优化配置。利用PSCAD仿真软件搭建风光储混合系统模型,将所提出方法与采用NSGA-II算法进行优化配置方法进行对比。实验结果表明,所提方法能够很大程度地改善风、光的不确定性对系统输出功率影响。

关键词：风光储混合系统容量优化配置可靠性机会约束规划 NSGA-II

考虑蓄电池记忆效应的风光储混合系统控制策略研究

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浙江电力 2018年第1期37卷 47-51页

作者：殷志敏章旭泳俞强缪正刘平平国网浙江省电力有限公司湖州供电公司浙江湖州313000

在太阳能与风能具有天然互补优势的地区,引入储能系统能使风光合成出力更好地跟随负荷波动,平衡两者之间的能量差值,降低系统总成本。利用风光短期预测手段,结合优化的蓄电池储能控制策略,能够保证风光储混合系统高效、可靠运行。在Matl... 详细信息

在太阳能与风能具有天然互补优势的地区,引入储能系统能使风光合成出力更好地跟随负荷波动,平衡两者之间的能量差值,降低系统总成本。利用风光短期预测手段,结合优化的蓄电池储能控制策略,能够保证风光储混合系统高效、可靠运行。在Matlab-simulink中建立了风光储混合系统各子系统模型,提出考虑记忆效应的蓄电池系统控制策略。采用PSO算法,对新疆某实际风电场和光伏电站进行了算例分析。仿真结果表明:考虑记忆效应的蓄电池储能系统控制策略能够有效平滑风光合成出力并提高风光储混合系统经济性,具有较好的实践应用价值。

关键词：风光储混合系统蓄电池记忆效应平滑出力经济优化

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风光储混合系统控制策略研究

黑龙江科技信息 2012年第15期 17-17页

作者：于磊孙小蕾赵胜斌徐少华华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 华北电力大学经济与管理学院北京102206 哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 内蒙古工业大学电力学院内蒙古呼和浩特010051

风能和太阳能间具有很好互补性,这一特性可以使独立的太阳能和风能结合起来组成风光互补混合供电系统,提高供电系统可靠性。但是所有可再生能源一个突出缺点是它们的不可预测性和输出的不确定性。风光储混合系统利用不同可再生能源间的... 详细信息

风能和太阳能间具有很好互补性,这一特性可以使独立的太阳能和风能结合起来组成风光互补混合供电系统,提高供电系统可靠性。但是所有可再生能源一个突出缺点是它们的不可预测性和输出的不确定性。风光储混合系统利用不同可再生能源间的互补性并采用合适的控制策略,利用双向DC/DC变流器维持网侧变流器的直流母线电压,变流器采用功率外环电流内环控制策略,同时利用电池储能系统的快速充放电特性,使新能源发电具有调峰填谷、平滑输出波动、跟踪计划出力曲线等能力。

关键词：风光储混合系统双向DC/DC 变流器储能系统充放电