离网型风光储互补发电系统优化设计方法研究

以解决风光储互补发电系统的合理配置问题,实现系统能独立为风光资源丰富的边远地区和海岛提供清洁、可靠及廉价的电力能源为目的,提出了一种基于全年负载缺电率(LPSP)和全寿命周期成本(LCC)为优化目标的风光储互补发电系统优化设计方法。为精确计算系统的运行状态,建立了基于小时时间尺度的风力机组发电量计算模型、光伏电板发电量计算模型和蓄电池组的表征组件特性的数学模型;为发挥风光互补系统发电量互补的优势,建立了风光储互补发电系统中光伏方阵倾角优化模型;以LPSP和LCC作为系统的优化指标,建立了LPSP和LCC计算模型;运用迭代算法计算各种可能出现配置下的LPSP和LCC;通过LP-SP可靠性筛选和LCC经济性优化,最终得到LCC最小并能满足LPSP要求的系统配置。该优化方法按照小时的尺度进行优化计算,优化结果精度高;LCC经济性评价指标全面和客观;倾角优化发挥出系统发电量互补的优势。     

风光互补发电系统控制技术综述

风光互补发电利用了2种当前应用较广泛的可再生能源,是一种经济可行的发电方式。完善的风光互补发电系统需要对各个部分进行合理、有效的控制,方能使系统运行在安全、稳定的状态,并提高效率、延长寿命。良好的风光互补发电系统不但可以解决远离电网地区独立供电的问题,而且将成为微电网研究所关注的重要内容。对现有的独立风光互补发电系统控制技术进行了归纳和分类,分析各种控制技术的工作原理、特点、实现方法及适用场合,为进一步应用提供参考。     

风光储互补发电系统应用

风光储互补发电系统是利用风能和太阳能在昼夜和季节上的互补性而设计的一种新型的供电系统。本文介绍了风光储互补系统的结构、各主要部件、系统特点及优势,并结合实际工程案例,表明了该系统运行可行性。该系统是我国解决传统电网无法覆盖地区供电问题的有效途径。     

风光互补发电系统研究综述

风能和太阳能是地球上取之不尽,用之不竭的绿色、清洁可再生能源。综合利用风能和太阳能资源,发展风光互补发电技术已成为新能源领域研究和发展的趋势。风光互补发电系统就是将风力发电和太阳能光伏发电组合起来所构成的发电系统,主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。阐述了风光互补发电系统的构成及其各部分特点,提出了系统设计中应注意的几点问题。     

离网型风光互补逆变电源的设计

设计了离网型风光互补逆变电源系统,主要由太阳电池组件、风力发电机组、控制器、蓄电池组和逆变器等组成。风机与太阳电池板利用最大功率点跟踪控制方法分别将风能和太阳能转化为电能,通过单相正弦波逆变电路对负载供电,结合风光互补逆变电源的控制要求,提出了基于PIC16F73系列单片机的蓄电池三阶段智能充电。完成了500 W、220 V/50 Hz的风光互补正弦波逆变电源设计。     

风光互补发电系统的能量管理

为了合理调度风光互补发电系统的能量,并且使风光互补发电系统安全稳定运行,通过调节系统运行方式,实现风光互补发电系统能量平衡。控制光伏电池始终运行在MPPT模式,风力发电系统根据光伏输出功率及负载和蓄电池的需求选择运行方式。将蓄电池电流及负载电流之和与光伏电池输出电流做差作为风力发电控制器的输入给定,经过PI调节后,产生PWM信号控制DC/DC变换器的占空比,实现风力机的功率跟踪控制。仿真结果表明在外界环境变化时系统能够及时准确地响应,满足负载需求,体现了风光互补发电的可靠性。     

并网型风光互补系统容量优化配置方法

并网型风光互补系统利用风、光资源的互补特性,以跟踪调度曲线为输出目标。合理配置风光储的容量,既可提高互补系统跟踪调度曲线的能力,又能获得较好的经济效益。以抽水蓄能电站为储能装置,借助HOMER软件将月平均气象数据离散成小时平均数据,基于风电、光电的出力模型和互补系统的控制策略,建立了考虑风光互补性、风光资源利用率、跟踪调度曲线等约束,以工程寿命内总收益最大为目标函数的容量优化配置模型,并提出了一种变步长循环离散求解方法。算例验证了模型和算法的合理性。     

风光互补发电系统的可靠性分析

为了分析风光互补发电系统的可靠性,基于RTS标准测试系统,建立了风电场模型和太阳能光伏发电系统模型,分析了风光互补发电系统的可靠性和影响可靠性的因素,分析结果显示,在风能和光伏发电互补作用下,系统的可靠性指标相对于仅接入风电时会有所上,在风光互补发电系统中加入电池储能系统可以提高风力发电系统的可靠性。     

并网型风光储互补发电系统容量优化配置

本文利用蓄电池和超级电容具有的互补性,将蓄电池和超级电容混合储能应用于并网型的风光互补发电系统中,使风光互补发电系统满足电网的调度和规划要求。以系统成本最小为优化目标函数的HOMER仿真软件运算,对风光蓄发电系统容量进行初级优化。结合初级优化得出的蓄电池容量,利用遗传算法对蓄电池和超级电容混合储能系统进一步优化,从而获得最优系统容量优化配置。结合实例验证仿真和算法的合理性和可行性。     

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。     

离网小型风力发电系统的研究

离网小型风力发电系统是边远缺电地区一种重要的电力生产方式.给出了一种典型的小型风力发电系统的拓扑结构.着重对风机变流器环节进行了分析研究,应用电力电子专用仿真软件PSIM完成了系统建模、仿真分析和实验研究,验证了方案的可行性和优越性.     

改进风/光互补发电系统优化设计的新方法

介绍了一种改进的风/光互补发电系统优化设计的新方法,通过改变太阳电池方阵的倾角来适当改变各个月份太阳辐照量的大小及分布,使光伏发电和风力发电在各个月份的发电量更好地互相配合。通过比较各种光伏方阵倾角时各月发电量与平均值的均方根差,其最小值所对应的倾角即为最佳倾角。该方法可进一步优化结构,节省投资。     

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.     

基于蓄电池分只均充的小型高效风光互补电源的研究设计

运用风光发电的基本原理和蓄电池分只均充的基本思想,研究设计了一种基于蓄电池分只均充模式的小型高效风光互补电源,介绍了能量产生和存储部件的选型原则。电源系统采用先升压、稳压,后控制充电的控制方案,介绍了控制器的设计及控制方式。     

基于遗传算法的风-光互补发电系统的动态优化

风-光互补发电是一种新型的清洁能源,将为能源结构的调整和环境保护做出巨大贡献。但是,风-光互补发电系统具有强非线性和多目标性,很难建立精确的数学模型,用传统的方法很难对其进行动态管理。采用一种新的遗传算法,以风-光互补发电系统的发电成本最低为目标,并根据控制规则,可对风-光互补电场进行动态优化管理。结果表明,该算法能很好地跟踪负荷、风速及光照强度的变化,能有效地动态管理风-光互补发电系统,说明遗传算法在风-光互补发电系统的动态管理中是有效的。     

采用混合智能算法的含风电电力系统多目标优化调度

为了增强含风电电力系统的安全性和稳定性,提出一种计及运行风险及备用成本的含风电电力系统环境经济调度新模型。在目标函数中加入了系统运行风险指标和正、负旋转备用成本;增加了系统可靠性约束条件,确保了较低的系统运行风险,并同时获取正、负旋转备用量。采用一种新型高效的场景生成技术来描述风电功率的随机性。基于花授粉算法及差分进化算法提出一种具有时变模糊选择机制的多目标优化算法。将所提模型及求解方法在具有一个并网风电场的4机组系统中进行仿真。分析了各参数变化对系统运行的影响,并与其他两种启发式智能算法进行比较,验证了所提模型及算法的可行性和有效性。     

含风电场交直流混联系统的概率潮流计算

针对概率潮流问题中存在常规潮流计算不收敛的问题,建立含风电场交直流混联系统的概率潮流模型,采用交替迭代法进行每一次常规潮流计算,并采用改进的LM(Levenberg-Marquardt)方法求解潮流非线性方程组。分别考虑负荷、风速的不同相关性模型以及输电线路的随机故障,并讨论负荷的不同波动程度对概率潮流结果的影响。算例表明:改进LM方法具有较好的鲁棒性,能够在不同波动程度下得到较精确的结果;波动程度主要影响交流节点电压相角的均值和标准差,对结果中其他变量信息影响不明显。     

大型并网型风光互补发电系统的协调控制

针对大型并网型风光互补发电系统中,系统最大输出功率大于给定功率时,风力发电子系统和光伏发电子系统功率如何协调的问题,提出了一种功率协调控制方法。在该方法中,采用分级递阶控制结构,上级决策单元为功率协调控制器,下级决策单元为两个子系统。根据系统并网效益和输出功率平滑性构建目标函数,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对风力发电子系统和光伏发电子系统的输出功率进行多目标优化,协调控制子系统的发电功率。仿真结果验证了该功率协调控制方法的有效性。     

基于多重故障和混合仿真算法的风电系统概率短路分析

多重故障、风电并网增加了概率短路计算难度。引入双馈风电机组潮流算法,计及风速不确定性,得到概率短路前初始运行方式。引入多重短路算法,计算节点电压和支路电流的期望、方差以及概率分布。对枚举故障线路进行概率加权,抽样确定其他故障参数,建立混合仿真算法。综合考虑解析枚举和概率抽样特点,提出混合概率仿真方差计算公式。算例分析对比了风电出力波动、双重短路对概率短路计算结果的影响,比较了三序电压和电流的收敛性。研究结果为电气设备选择和电网安全分析提供了参考数据。     

风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势

阐述风能和太阳能是丰富清洁的可再生能源,风力发电和太阳能光伏发电是重要的后续能源,将为能源结构调整和环境保护做出巨大贡献。介绍国内外风能与太阳能资源,分析国内外风力及太阳能光伏发电现状,论述其发展趋势及需要解决的问题。针对风能与太阳能的特点,指出风力与太阳能互补发电比单一发电方式更优越,并介绍风力与太阳能光伏互补发电的研究现状及进一步发展所要做的努力。