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

1、風(fēng)光柴蓄混合能源系統(tǒng)因包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏板和變頻直流柴油發(fā)電機(jī)三種能量來源，以及蓄電池做儲(chǔ)能設(shè)備，可以彌補(bǔ)單獨(dú)風(fēng)力或光伏發(fā)電帶來的隨機(jī)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(diǎn)。本系統(tǒng)中采用變頻直流柴油發(fā)電機(jī)做應(yīng)急電源，降低系統(tǒng)投資運(yùn)營成本。
　　本文主要對(duì)風(fēng)光柴蓄混合能源系統(tǒng)進(jìn)行建模與優(yōu)化研究，通過動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)年運(yùn)行狀況驗(yàn)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(jī)、光伏板、蓄電池和

2、變頻直流柴油發(fā)電機(jī)的工作原理及輸入輸出特性，在此基礎(chǔ)上建立對(duì)應(yīng)的數(shù)值分析模型。為了獲得風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏板的最大輸出功率，對(duì)比分析了其MPPT(Maximum Power Point Tracking)最大功率點(diǎn)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(gè)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(biāo)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(biāo)函數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)。根據(jù)系統(tǒng)特性，分別采用自動(dòng)搜索匹配算法和遺傳算法進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，其中自動(dòng)搜索算法因數(shù)據(jù)量少，計(jì)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(jī)、光伏板和變頻直流柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量，從而進(jìn)一步降低系統(tǒng)運(yùn)營成本。
　　最后，為了保證用戶負(fù)載用電可靠性，

4、需預(yù)測出全年8760小時(shí)逐時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化配置計(jì)算，即首先根據(jù)已有風(fēng)速、光輻射資料進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測。在此基礎(chǔ)上，采用自動(dòng)搜索匹配算法進(jìn)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(dòng)搜索匹配算法只對(duì)系統(tǒng)的投資成本進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)際上在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏板不能供給用戶負(fù)載時(shí)，如何選擇柴油機(jī)和蓄電池供電，是一個(gè)非線性問題，因此采用了改進(jìn)能量調(diào)度策略的遺傳算法進(jìn)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(duì)比