混合儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法研究.pdf

1、現(xiàn)階段我國作為世界上能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國，既需要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，也需要能源增長以支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為解決伴隨著發(fā)展所產(chǎn)生的環(huán)境問題，盡可能地采用清潔能源發(fā)電來替代傳統(tǒng)的能源架構(gòu)型態(tài)將是未來能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與發(fā)展的必然選擇。然而由于可再生能源難以準(zhǔn)確預(yù)測其間歇性和不穩(wěn)定性，儲能技術(shù)成為了目前實(shí)現(xiàn)節(jié)能提效和可再生能源大規(guī)模利用中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。面對當(dāng)前儲能技術(shù)的瓶頸，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界提出了利用功率型與能量型儲能設(shè)備構(gòu)成混合儲能系統(tǒng)。為了將混合儲能

2、系統(tǒng)有效融入微電網(wǎng)構(gòu)建以及更好地服務(wù)于可再生能源的消納工作，研究其優(yōu)化控制策略和優(yōu)化配置方案具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文從儲能技術(shù)，儲能控制策略以及儲能容量優(yōu)化配置這三個方面，對目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并提出了混合儲能容量優(yōu)化配置目前研究上所存在的諸多問題以及評價體系和優(yōu)化指標(biāo)的確定。在證明混合儲能系統(tǒng)的優(yōu)越性后，進(jìn)一步從兩種儲能不同的并聯(lián)方式上著手研究。將仿真結(jié)果對比后得知較好的方式為利用雙向DC/DC變換器來聯(lián)接，因此

3、基于此并聯(lián)方式設(shè)計了一種混合儲能系統(tǒng)放電控制策略通過超級電容器與蓄電池的端電壓來穩(wěn)定負(fù)載輸出電流，優(yōu)化放電過程，并相應(yīng)提高其供電可靠性以及延長設(shè)備的服役年限。為合理構(gòu)建混合儲能系統(tǒng)配置指標(biāo)，以風(fēng)力發(fā)電為例來研究混合儲能系統(tǒng)優(yōu)化控制策略?；谕紶栯p參數(shù)分布進(jìn)行風(fēng)速預(yù)測，并采用高通、低通濾波算法來確定和計算風(fēng)電功率波動的平抑目標(biāo)。針對混合儲能設(shè)備額定功率和容量配置的限制，本文設(shè)計了一種基于模糊算法的混合儲能控制策略，來充分利用不同儲能間的

4、特性優(yōu)勢進(jìn)行功率分配，并分別對風(fēng)電波動平抑目標(biāo)中的高頻部分和低頻部進(jìn)行合理的補(bǔ)償。分析了混合儲能的多重作用，針對系統(tǒng)運(yùn)行約束，儲能設(shè)備特性約束，風(fēng)力發(fā)電功率約束等，以混合儲能設(shè)備投資及運(yùn)行成本最小化和平抑風(fēng)電輸出功率波動效果最大化為目標(biāo)，構(gòu)建了混合儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置的數(shù)學(xué)模型。相較于傳統(tǒng)的粒子群算法，本文根據(jù)種群規(guī)模與當(dāng)前粒子的關(guān)系對慣性權(quán)重進(jìn)行調(diào)整，并結(jié)合擁擠距離排序進(jìn)行外部檔案維護(hù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種動態(tài)變化的改進(jìn)多目標(biāo)粒子群算法來