风光互补独立供电系统的多目标优化设计

在风光互补独立供电系统的设计中,如何配置风力发电机、太阳能电池板和蓄电池,在满足负荷需求的前提下,使风能和太阳能资源得到充分利用,负荷的供电可靠性较高,而系统成本最小,这是一个多目标优化设计问题。本文首先建立了风力发电和光伏发电的天气模型,提出了衡量供电可靠性的失负荷概率LOLP、衡量清洁能源浪费的失能量概率LOEP和系统成本等指标,并采用蒙特卡罗仿真进行计算。为了求解这一多目标优化问题,本文提出了一种混沌自适应进化算法(CSEA),新算法的混沌初始种群算子提高了初代种群的多样性,分组选择策略保证了各代中一定数量的劣势个体能参与进化,自适应遗传算子增加了劣势个体的交叉和变异概率,从而避免算法早熟,增强了算法的全局搜索能力。算例表明,CSEA算法比传统单目标遗传算法的结果更加接近实际运行的Pareto优化前端,综合效果更优。另外,与纯光伏、纯风力发电方式比较发现,风光互补供电方式更为合理。可见,采用CSEA算法进行风光互补独立供电系统的优化设计,对于提高供电可靠性,降低成本,减少能源浪费具有非常重要的意义。     

独立光伏系统中超级电容器蓄电池有源混合储能方案的研究

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升储能系统的性能.针对独立光伏系统的特点,设计了一种有源式混合储能方案,建立了系统的模型和控制环节.实验结果表明,在光伏发电功率和负载功率脉动时,蓄电池能够工作在优化的充放电状态,并能够有效地减少充放电小循环次数.对解决光伏等可再生能源系统中的储能问题,具有现实可行性.     

含电动汽车充电站的风光互补系统容量优化配置

电动汽车与新能源的综合利用是当前研究的热点问题。在微电网模式下,如何确定电动汽车充电基础设施与风光互补系统的容量配比,是值得探讨的问题。在考虑电动汽车用电需求的前提下,同时发挥电动汽车换电模式所具备的储能能力,以系统投资成本、运行成本和电量不足损失成本综合最低为目标,并考虑风光系统、充放电机和动力电池的约束条件,构造了一种含电动汽车充电站的风光互补系统容量优化配置模型。采用微分进化算法求解,可获得含风机、光伏电池、动力电池和充放电机的最优容量配置结果。最后,针对某地区的系统规划算例进行了求解与分析,结果验证了模型的合理性。     

Modelling,simulation and optimisation of robust PV based micro grid for mitigation of reactive power and voltage instability

This paper proposes a robust H-infinity STATCOM controller for compensating reactive power in stand-alone micro grid consisting of a PV–Wind–Diesel hybrid system. In order to carry out MATLAB based simulation, a small signal linear model of the stand-alone hybrid power system is considered, comprising of a photo voltaic cell, a DFIG based wind turbine and a diesel generator. Synchronous generator based DG acts as a backup for the hybrid system. Generally these standalone systems experience frequent variation of loads, wind power input and solar radiation, which affect the vital system parameters like reactive power, terminal voltage and frequency to a great extent. These variations of system parameters with variation of load inputs are studied and its impact on overall system stability and reactive power compensation is properly monitored. Furthermore the system performance is improved and the robustness of the controller is enhanced with the incorporation of GA and PSO.     

光伏/燃料电池联合发电系统的建模和性能分析

当前的环境污染和能源短缺使得清洁且资源丰富的光伏发电倍受关注, 太阳能的随机和间断特性使得独立式光伏系统需要配置相应能源存储设备才能实现电力的连续供应。本文提出一种光伏/燃料电池联合发电系统, 建立了包括光伏模板、燃料电池、电解池、压缩机、氢气罐和蓄电池的系统元件模型, 设计了能源管理策略协调联合系统的能源分配,对系统实现全年能源供需平衡的性能进行了分析。仿真结果表明该联合发电系统可以满足用户全年的负载需求,是传统供电方式的重要补充。     

组合蓄能独立式风力发电系统

提出了一种全新的采用组合蓄能方式的独立式风力发电系统.该风力发电系统采用电解水制氢与蓄电池相结合的组合蓄能方式,能够实现连续稳定自治运行且零排放、无污染,克服了采用单一蓄电池蓄能方式的系统或无法连续运行或需借助有污染的柴油机组辅助发电、或因采用泻荷装置而使系统效率过低等一系列问题.为优化系统的运行并准确估算系统元件的规...     

Energy balance analysis of combined photovoltaic-diesel powered telecommunication stations

During the last years photovoltaic (PV) generators comprise a promising option for satisfying the electrification needs of both grid connected and isolated systems worldwide. At the same time, the mobile telecommunication (T/C) sector presents a vast growth that leads to the expansion of the respective networks even at the most remote of areas. In this context, there are numerous T/C stations that cannot appreciate connection to an electricity grid and thus cover their energy needs usually on the basis of oil-consuming diesel generators. On the other hand, replacement of the oil-based generation with PV-battery stand-alone configurations implies system over-sizing so as to obtain zero load rejections throughout the year. In an attempt to both reduce the amounts of oil consumed and downsize the PV-battery system, a hybrid PV-based stand-alone system, employing also a diesel engine and a battery bank, is currently proposed. System sizing is first undertaken for various scenarios of annual fuel consumption and panel tilt angle under the restriction of zero load rejection, while following, the main directions for obtaining optimum solutions are given. Finally, an extensive energy balance analysis of typical configurations also provided reflects the fact that such hybrid systems may support better utilization of the PV energy production and also reduce considerably the annual amounts of oil required for the diesel-only solution.     

风光互补储能发电系统并网技术研究

文章系统介绍了整个风光互补储能电站的相关技术,包括风光容量的配比、储能方式的选择、储能容量的选择、储能电站的结构、以及风光互补储能电站能量管理系统,最后给出了风光互补储能电站发展的政策建议。     

独立光伏系统的超级电容和蓄电池混合储能系统研究

对于独立光伏发电系统,通常需要储能系统来保证供电的稳定性和持续性。为了吸收光伏电池发出的脉动功率,从而抑制直流母线的电压波动,并满足向负载提供短时大功率的需求。提出了采用超级电容器和蓄电池混合储能方案,并进行了充放电仿真分析,验证了超级电容的蓄电池充放电特点,提出了充放电控制策略。     

边远通信基站风光互补发电协调控制系统

文章根据边远地区通信基站的供电特点,结合风光互补发电技术,提出一套适用于边远通信基站的风光互补发电协调控制系统方案。该方案介绍了风光互补发电协调控制系统的组成结构,以及围绕蓄电池的有效充放电和正常运行而开展的协调控制策略。该协调控制系统在保障边远通信基站安全、高效地利用风光互补发电的同时,也为边远地区各类无法接入市电的电力用户合理利用风光互补发电提供了借鉴。     

独立运行微电网电源优化配置模型的对比分析

降低系统经济成本,提高供电可靠性,改善系统环保性能是微电网电源优化配置追求的目标。论述了独立运行风/光/柴/蓄微电网的基本结构和电源发电模型。以系统等年值费用最低为经济性优化目标,对可靠性和环保性采用约束条件或纳入经济性优化目标的方式分别建立了4种类型的综合经济性、可靠性和环保性的多目标优化模型。以年风速、气温、光辐射强度等资源情况,以及负荷水平作为输入,采用粒子群自适应算法对优化模型求解得到风/光/柴/蓄微电网电源的优化配置方案。对比分析算例系统在4种优化模型下配置方案的区别及其原因。通过灵敏度分析得到环保性和可靠性合理的考虑方式,为今后的相关研究和工程设计提供参考。     

风光互补供电方案优化及其在昆明滇池生态修复系统中的应用研究

研究并确定了风光互补发电系统设计的参数计算模型和优化方法,指出系统优化设计应根据不同地区的气象条件(风、日照等),充分利用风能和太阳能资源,在负载容量及其应用条件确定的条件下,按供电可靠性较高、投资节约的原则,确定风能和太阳能发电设备在供电系统中的最佳比例.以在昆明滇池生态修复系统项目中的应用为例,为风光互补系统的设计制造提供理论和实际应用的依据.     

Comparative evaluation of different power management strategies of a stand-alone PV/Wind/PEMFC hybrid power system

This study presents different power management strategies of a stand-alone hybrid power system. The system consists of three power generation systems, photovoltaic (PV) panels, a wind turbine and a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). PV and wind turbine is the main supply for the system, and the fuel cell performs as a backup power source. Therefore, continuous energy supply needs energy storing devices. In this proposed hybrid system, gel batteries are used. The state of charge (SOC), charge-discharge currents are affecting the battery energy efficiency. In this study, the battery energy efficiency is evaluated with three different power management strategies. The control algorithm is using Matlab-Simulink®.     

考虑价格型需求响应的独立型微电网优化配置

为有效提高独立型微电网可再生能源消纳水平,根据独立型微电网内短期风光出力与负荷之间的供需关系提出一种动态分时电价机制,并基于替代弹性建立价格型需求响应模型;从经济性角度出发,计及电价引导下用户的用电行为,建立价格型需求响应参与的独立型微电网的优化配置模型,并采用遗传算法求解。以某海岛微电网为例进行仿真分析,算例结果表明:在独立型微电网优化配置中考虑价格型需求响应能够改善负荷特性,提高可再生能源的配置容量,减少储能和燃料发电机的使用,从而提高微电网的经济性。     

基于MCU的独立运行风力发电系统研究

研究采用基本负荷连续供电保障小时计算方法实现铅酸蓄电池合理容量选择的定量计算，以及采用三阶段充电方式实现对铅酸蓄电池的优化充电，从而优化提高独立运行风力发电系统的性能。而且进一步研究建立了基于MCU的独立运行风力发电系统控制系统的硬件结构和软件流程。     

基于MCU的独立运行风力发电系统研究

研究采用基本负荷连续供电保障小时计算方法实现铅酸蓄电池合理容量选择的定量计算,以及采用三阶段充电方式实现对铅酸蓄电池的优化充电,从而优化提高独立运行风力发电系统的性能。而且进一步研究建立了基于MCU的独立运行风力发电系统控制系统的硬件结构和软件流程。     

计及风、光、水能混合发电系统的建模与研究

提出了一种风光水混合发电系统,该系统包括风力发电、光伏发电、水力发电等子系统。在建立混合发电系统数学模型的基础上,分析了风光水抽水蓄能混合发电、风光互补抽水蓄能发电以及风光水简单混合发电3种运行方案的差异。通过实例仿真,对混合发电系统运行问题进行了探讨。仿真结果表明,风能、光能和水能互补性显著,可再生能源混合发电系统具有较大优势,抽水蓄能可解决电能生产与消费在时间上的不平衡问题。     

独立型风光互补系统中储能容量优化研究

以独立运行的风光互补发电系统中储能容量最优化为目标,利用风电、光伏以及负荷的发用电预测数据,提出考虑超级电容器和蓄电池内部特性的负荷缺电率LPSP的简化计算方法,并同时考虑负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失两方面来综合确定超级电容器/蓄电池混合储能装置容量的大小.进行了优化软件的编制和算例分析,结果表明,考虑储能系统功率输出能力可以提高储能系统容量优化配置的准确性,而在同时达到满足负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失要求下,混合储能比超级电容器、蓄电池单独储能更加经济.     

含分布式电源的配电网中混合储能优化配置

以光伏及风力发电为代表的分布式电源,其出力的波动性、间歇性及随机性等特点使得所接入的配电网面临来自规划、运行的多重挑战,储能装置的快速响应特性使其成为应对间歇式电源在配电网渗透率日益提高形势下电网安全经济运行问题的重要手段。针对配电网的削峰填谷及平滑负荷变化场景需求,搭建了以成本和电力系统优化运行为目标,同时计及电网和储能装置运行约束的混合储能系统容量优化配置模型,并基于典型储能功能定位计算得出储能类型及容量。算例分析结果表明,该模型智能化地实现了典型场景下混合储能的优化配置。     

独立风力发电系统中VRB的控制设计

随着风力发电规模的不断增大,为提高独立风电系统运行的稳定性,本文在该系统中增加了新型环保钒氧化还原液流电池(VRB)储能系统,以有效减少功率波动给系统带来的不利影响。根据VRB等效数学模型,分析了VRB荷电状态(SOC)与端电压之间的变化特点,设计了VRB SOC的控制方法,并对具有VRB储能系统的独立风电系统进行建模和仿真。仿真结果表明,在含有VRB储能系统的独立风电系统中,通过控制VRB SOC可以使系统在风速及负荷瞬变的情况下保证对负荷的稳定供应。