發(fā)布時間：2017-10-27 00:11

  本文關(guān)鍵詞：基于混合儲能的風(fēng)力發(fā)電波動平抑控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)力發(fā)電 混合儲能系統(tǒng) 波動平抑 小波包分解 分層優(yōu)化控制

【摘要】：為了有效地抑制風(fēng)電場輸出功率的波動性和隨機性,需要將風(fēng)電場與儲能系統(tǒng)二者相結(jié)合,從而可以減小由于風(fēng)電場輸出功率的波動而對電網(wǎng)造成的不利影響,由于混合儲能系統(tǒng)同時兼具了能量型儲能設(shè)備和功率型儲能設(shè)備的優(yōu)勢,因此本文重點研究了基于混合儲能的風(fēng)力發(fā)電波動平抑控制策略。本文首先分析了風(fēng)電場輸出功率的波動特性,然后結(jié)合混合儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點,提出了一種基于小波包分解和荷電狀態(tài)(SOC)分層優(yōu)化的混合儲能風(fēng)力發(fā)電功率波動平抑的方法。主要在以下幾方面開展了工作:(1)對由超級電容和鋰電池組成的混合儲能系統(tǒng)展開了研究,并對其結(jié)構(gòu)和原理進行了詳細分析。根據(jù)各儲能設(shè)備的特點建立了相關(guān)等效電路模型,并進一步研究了混合儲能系統(tǒng)的特性,得出了鋰電池和超級電容的相關(guān)參數(shù)指標(biāo)。(2)基于實測風(fēng)電功率數(shù)據(jù),分析了風(fēng)電輸出功率的波動特性以及不同頻段波動對電網(wǎng)頻率的影響,確定了儲能系統(tǒng)需要平抑的主要目標(biāo)頻段;采用小波包分解理論對風(fēng)電場輸出功率信號進行多尺度分解,得到了實測數(shù)據(jù)經(jīng)小波包分解后的各頻段信號。(3)基于實測風(fēng)電功率數(shù)據(jù)和混合儲能系統(tǒng)的模型,從風(fēng)電場的實用性和經(jīng)濟性的最優(yōu)化角度出發(fā),采用生物遺傳算法,得出了本文所需要配置的超級電容和鋰電池的具體容量和功率大小。(4)根據(jù)混合儲能系統(tǒng)整體以及不同儲能設(shè)備荷電狀態(tài)的不同,對基于SOC分層優(yōu)化的混合儲能風(fēng)電功率平抑方法進行了研究。該方法分為功率優(yōu)化層和功率分配層。功率優(yōu)化層主要是動態(tài)調(diào)節(jié)當(dāng)前混合儲能系統(tǒng)整體的SOC狀態(tài),實時跟蹤設(shè)定功率;功率分配層主要根據(jù)混合儲能系統(tǒng)中儲能設(shè)備荷電狀態(tài)的不同,實施調(diào)節(jié)儲能設(shè)備之間的功率分配。(5)在PSCAD中搭建了仿真模型,驗證了本文所設(shè)計的混合儲能系統(tǒng)控制方法的有效性。仿真結(jié)果表明:本文所研究的控制策略,完成了對風(fēng)電輸出功率波動的平滑控制,且維持混合儲能系統(tǒng)整體及儲能設(shè)備的SOC在合理范圍之內(nèi),有效地避免了過充過放現(xiàn)象的發(fā)生,延長了其使用壽命。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 混合儲能系統(tǒng) 波動平抑 小波包分解 分層優(yōu)化控制
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景及選題依據(jù)11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 平抑風(fēng)電功率波動研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 儲能技術(shù)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文主要工作及章節(jié)安排15-17
• 第二章 混合儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特性分析17-30
• 2.1 混合儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理17-20
• 2.1.1 混合儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)17-19
• 2.1.2 混合儲能系統(tǒng)工作原理19-20
• 2.2 鋰電池等效模型研究20-25
• 2.2.1 鋰電池原理及選擇20-21
• 2.2.2 鋰電池模型研究21-25
• 2.3 超級電容等效模型研究25-26
• 2.3.1 超級電容原理25-26
• 2.3.2 超級電容模型研究26
• 2.4 混合儲能系統(tǒng)特性分析26-29
• 2.4.1 鋰電池特性分析26-27
• 2.4.2 超級電容特性分析27-29
• 2.4.3 混合儲能系統(tǒng)特性分析29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 基于小波包分解的風(fēng)電功率分解30-41
• 3.1 風(fēng)電輸出功率分析30-34
• 3.1.1 風(fēng)電功率波動特性分析30-32
• 3.1.2 風(fēng)電場儲能系統(tǒng)配置方式分析32-34
• 3.2 小波變換理論分析34-37
• 3.2.1 小波分析理論34
• 3.2.2 連續(xù)小波變換34-35
• 3.2.3 離散小波變換35-36
• 3.2.4 小波包分解36-37
• 3.3 實測風(fēng)電功率的小波包分解37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 混合儲能系統(tǒng)容量配置41-48
• 4.1 鋰電池和超級電容的成本分析41-42
• 4.2 混合儲能系統(tǒng)容量配置模型42-45
• 4.2.1 機會約束規(guī)劃簡介42
• 4.2.2 混合儲能系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型42-43
• 4.2.3 具體算法流程43-45
• 4.3 仿真驗證45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 混合儲能系統(tǒng)的SOC控制策略48-61
• 5.1 混合儲能系統(tǒng)控制目標(biāo)48-50
• 5.1.1 優(yōu)化目標(biāo)48-49
• 5.1.2 分配目標(biāo)49-50
• 5.2 控制系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)50-52
• 5.2.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析50-51
• 5.2.2 分層控制分析51-52
• 5.3 功率優(yōu)化層控制策略52-54
• 5.3.1 功率優(yōu)化層結(jié)構(gòu)及原理52-53
• 5.3.2 功率優(yōu)化控制器設(shè)計53-54
• 5.3.3 限幅控制器設(shè)計54
• 5.4 功率分配層控制策略54-60
• 5.4.1 功率分配層結(jié)構(gòu)及原理54-55
• 5.4.2 功率分配控制器設(shè)計55-56
• 5.4.3 模糊控制理論簡介56
• 5.4.4 模糊控制器設(shè)計56-59
• 5.4.5 二次分配模塊設(shè)計59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 第六章 仿真與分析61-71
• 6.1 常規(guī)算法模型61
• 6.2 鋰電池及超級電容不同SOC狀態(tài)分析61-65
• 6.3 系統(tǒng)整體仿真結(jié)果及分析65-70
• 6.3.1 常規(guī)算法仿真結(jié)果分析65-66
• 6.3.2 本文算法仿真結(jié)果分析66-67
• 6.3.3 本文算法與常規(guī)算法仿真結(jié)果對比分析67-70
• 6.4 本章小結(jié)70-71
• 第七章 總結(jié)與展望71-72
• 7.1 本文工作總結(jié)71
• 7.2 未來工作展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-78
• 個人簡歷及攻讀碩士期間的主要研究成果78-79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 管俊;高賜威;;儲能技術(shù)在抑制風(fēng)電場功率波動方面的研究綜述[J];電網(wǎng)與清潔能源;2011年04期

2 雷亞洲,王偉勝,印永華,戴慧珠;基于機會約束規(guī)劃的風(fēng)電穿透功率極限計算[J];中國電機工程學(xué)報;2002年05期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 本報資深記者 肖薔;[N];中國能源報;2015年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李軍徽;抑制風(fēng)電對電網(wǎng)影響的儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置及控制研究[D];華北電力大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉志祥;超級電容器相關(guān)技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2002年

2 劉辰宇;含大規(guī)模風(fēng)電的多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃方法研究[D];華北電力大學(xué);2014年

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本文編號：1101067