風(fēng)光柴蓄混合能源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、風(fēng)光柴蓄混合能源系統(tǒng)因包括風(fēng)力發(fā)電機、光伏板和變頻直流柴油發(fā)電機三種能量來源，以及蓄電池做儲能設(shè)備，可以彌補單獨風(fēng)力或光伏發(fā)電帶來的隨機性和偶然性等不確定因素造成的系統(tǒng)供電不穩(wěn)定，可靠性低的缺點。本系統(tǒng)中采用變頻直流柴油發(fā)電機做應(yīng)急電源，降低系統(tǒng)投資運營成本。
　　本文主要對風(fēng)光柴蓄混合能源系統(tǒng)進行建模與優(yōu)化研究，通過動態(tài)仿真系統(tǒng)年運行狀況驗證系統(tǒng)配置的正確性。首先闡述了風(fēng)光柴蓄混合能源系統(tǒng)各組成部分：風(fēng)力發(fā)電機、光伏板、蓄電池和

2、變頻直流柴油發(fā)電機的工作原理及輸入輸出特性，在此基礎(chǔ)上建立對應(yīng)的數(shù)值分析模型。為了獲得風(fēng)力發(fā)電機、光伏板的最大輸出功率，對比分析了其MPPT(Maximum Power Point Tracking)最大功率點跟蹤控制策略。在上述研究的基礎(chǔ)上根據(jù)風(fēng)光柴蓄混合能源系統(tǒng)各個部件間的能量關(guān)系，建立風(fēng)光柴蓄混合能源系統(tǒng)模型。
　　然后，根據(jù)系統(tǒng)供電可靠性和成本最優(yōu)化要求提出以可靠性指標系統(tǒng)年度缺電率 LPSP(the Loss of po

3、wer Supply Probability)和以系統(tǒng)全壽命周期成本 LCC(the Life Cycle Cost)為目標函數(shù)的優(yōu)化目標。根據(jù)系統(tǒng)特性，分別采用自動搜索匹配算法和遺傳算法進行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，其中自動搜索算法因數(shù)據(jù)量少，計算簡潔，遺傳算法不同之處在于，將能源調(diào)度策略的非線性因素考慮在內(nèi)，可以更大化利用風(fēng)力發(fā)電機、光伏板和變頻直流柴油發(fā)電機產(chǎn)生的能量，從而進一步降低系統(tǒng)運營成本。
　　最后，為了保證用戶負載用電可靠性，

4、需預(yù)測出全年8760小時逐時數(shù)據(jù)，進行系統(tǒng)優(yōu)化配置計算，即首先根據(jù)已有風(fēng)速、光輻射資料進行數(shù)據(jù)預(yù)測。在此基礎(chǔ)上，采用自動搜索匹配算法進行配置優(yōu)化，分別得出不同可靠性LPSP的系統(tǒng)優(yōu)化。由于自動搜索匹配算法只對系統(tǒng)的投資成本進行優(yōu)化，實際上在系統(tǒng)運行時，在風(fēng)力發(fā)電機和光伏板不能供給用戶負載時，如何選擇柴油機和蓄電池供電，是一個非線性問題，因此采用了改進能量調(diào)度策略的遺傳算法進行研究，通過仿真所得優(yōu)化下風(fēng)光柴蓄混合能源系統(tǒng)的年工作狀況，對比