抽蓄儲能—風—光微電網(wǎng)建模與優(yōu)化控制研究
發(fā)布時間:2021-07-21 07:53
隨著電力需求增大,傳統(tǒng)化石能源消耗殆盡,環(huán)境問題愈發(fā)嚴重,能源問題制約著世界各國的可持續(xù)發(fā)展。開發(fā)與利用可再生能源可有效解決上述問題,是當今社會的一個熱點問題。以可再生能源發(fā)電為主的分布式電源的優(yōu)點主要體現(xiàn)在效率、成本、性能等方面。而分布式電源由于其出力隨機、波動等特點,對電力系統(tǒng)的潮流、諧波、穩(wěn)定性等多方面產(chǎn)生負面影響;并且儲能設備的性能制約著微電網(wǎng)的大規(guī)模發(fā)展。為此,提出了將小型抽水蓄能機組作為微電網(wǎng)的儲能元件的構想。開展抽水蓄能機組及微電網(wǎng)的建模工作,采用優(yōu)化算法優(yōu)化機組調速器參數(shù),提高抽水蓄能機組以及微電網(wǎng)的性能,具有實際的工程應用價值和重大意義。對于抽水蓄能機組及微電網(wǎng)的建模工作,抽水蓄能機組非線性特性復雜,水泵水輪機全特性曲線的交叉重疊問題和微電網(wǎng)中風、光發(fā)電系統(tǒng)的不確定性擾動都增加了抽水蓄能機組和微電網(wǎng)的建模與控制難度。為此,在全面分析抽水蓄能特性和建立精細化單機模型的基礎上,針對微電網(wǎng)不同的仿真需求,建立適用于不同仿真需求的微電網(wǎng)模型。為提高抽水蓄能的運行性能及其在微電網(wǎng)中的控制性能,進一步開展了基于優(yōu)化算法的抽蓄機組調速器控制參數(shù)優(yōu)化研究,保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。論...
【文章來源】:華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
機械液壓系統(tǒng)的結構框圖
圖 2-14 Simulink 搭建的抽水蓄能機組調速系統(tǒng)模型本文只研究抽水蓄能機組在水輪機發(fā)電工況下的調頻性能,發(fā)電機模型直接采用SimPowerSystems中的Synchronous Machine同步發(fā)電機模型,具體的模型不做介紹;诒菊虑皫坠(jié)介紹的風機模型和抽水蓄能機組模型,在 Matlab/Simulink 平臺上搭建了由抽水蓄能機組與風電機組組成的微電網(wǎng)模型,風電機組采用 PowerSystems 中的 Wind Turbine Doubly-Fed Induction Gennerator 模型,只需給定風電機組的輸入風速即可產(chǎn)生風電功率。微電網(wǎng)暫態(tài)模型示意圖如圖 2-15 所示。水泵水輪機 G風機勵磁系統(tǒng)負荷DFIG大電網(wǎng)負荷負荷調速系統(tǒng)
圖 4-4 抽水蓄能電站引水系統(tǒng)布置結構圖由前三節(jié)所提到的不同的開機方法,包括兩種傳統(tǒng)的開機策略和智能開機方法,采用 ASA 啟發(fā)式優(yōu)化算法優(yōu)化開機策略參數(shù)。在接下來的試驗中,人工羊群算法的參數(shù)設置如下:群體規(guī)模 N=30,總迭代數(shù) T=200,影響范圍系數(shù) =0,隨機探索的調制系數(shù) β=1。由于三種開機方案均涉及到 PID 控制,因此首先通過常規(guī)優(yōu)化方案確定一組 PID參數(shù),三種開機方案均固定采用該同一組 PID 參數(shù)。將控制器 PID 參數(shù)和三種開機方式設計的參數(shù)作為待優(yōu)化參數(shù),參數(shù)優(yōu)化上下邊界值如表 4-2 所示。傳統(tǒng)開機方法的經(jīng)驗參數(shù)如表 4-3 所示。表 4-2 開機策略待優(yōu)化參數(shù)的上下界參數(shù) 邊界 值控制器參數(shù)1, ,p i d K K K 下邊界上邊界01005010一段式開機下邊界0.10
【參考文獻】:
期刊論文
[1]智能用電小區(qū)風光儲聯(lián)合微網(wǎng)的實現(xiàn)[J]. 魏世貴,劉雙,許波,陳霖奎. 電工技術. 2015(11)
[2]抽水蓄能機組空載工況分數(shù)階PID調節(jié)控制[J]. 許顏賀,周建中,薛小明,夏鑫,裴翔羽,李超順. 電力系統(tǒng)自動化. 2015(18)
[3]基于非線性模型的可逆式機組精確線性化控制研究[J]. 黃文濤,常黎,丁坦,黃正軍,蔡旭. 大電機技術. 2015(02)
[4]水泵水輪機全特性的改進Suter變換方法[J]. 劉志淼,張德虎,劉瑩瑩,張醒. 中國農(nóng)村水利水電. 2015(01)
[5]基于水泵水輪機全特性空間曲面描述的工作參數(shù)處理研究[J]. 劉德祥,常黎,黃正軍,張登,黃文濤. 水電能源科學. 2014(07)
[6]基于BP網(wǎng)絡的水泵水輪機全特性空間曲面描述[J]. 黃文濤,常黎,黃正軍,劉德祥,張登. 水電能源科學. 2013(12)
[7]抽水蓄能機組調速器智能啟動策略研究[J]. 王躍. 電網(wǎng)與清潔能源. 2013(11)
[8]基于空間曲面的水泵水輪機機組數(shù)學模型及仿真[J]. 楊桀彬,楊建東,王超. 水力發(fā)電學報. 2013(05)
[9]光伏陣列最大功率跟蹤變論域模糊控制[J]. 任海鵬,郭鑫,楊彧,李潔. 電工技術學報. 2013(08)
[10]儲能系統(tǒng)在東福山島獨立型微電網(wǎng)中的優(yōu)化設計和應用[J]. 趙波,張雪松,李鵬,汪科,陳健,李逢兵. 電力系統(tǒng)自動化. 2013(01)
博士論文
[1]分布式發(fā)電與微網(wǎng)系統(tǒng)多目標優(yōu)化設計與協(xié)調控制研究[D]. 王瑞琪.山東大學 2013
[2]雙饋電動機的控制系統(tǒng)研究[D]. 吳勝.華中科技大學 2005
[3]電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)與機電暫態(tài)混合實時仿真的研究[D]. 岳程燕.中國電力科學研究院 2005
碩士論文
[1]抽水蓄能機組的非線性廣義預測控制研究[D]. 毛翼豐.華中科技大學 2016
[2]抽水蓄能機組調速系統(tǒng)精細化建模與控制優(yōu)化[D]. 趙威.華中科技大學 2016
[3]直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的仿真研究[D]. 賀瑞.青島科技大學 2015
[4]抽水蓄能電站過渡過程計算與導葉關閉規(guī)律研究[D]. 張東升.華中科技大學 2013
[5]水電站水力過渡過程數(shù)字仿真[D]. 劉麗民.華中科技大學 2013
[6]互聯(lián)電網(wǎng)分級調頻模式研究[D]. 文麗.華南理工大學 2011
[7]基于粒子群算法的水輪機調速器參數(shù)優(yōu)化[D]. 郭磊.河海大學 2007
[8]水電站過渡過程計算中的若干問題研究[D]. 黃賢榮.河海大學 2006
本文編號:3294628
【文章來源】:華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
機械液壓系統(tǒng)的結構框圖
圖 2-14 Simulink 搭建的抽水蓄能機組調速系統(tǒng)模型本文只研究抽水蓄能機組在水輪機發(fā)電工況下的調頻性能,發(fā)電機模型直接采用SimPowerSystems中的Synchronous Machine同步發(fā)電機模型,具體的模型不做介紹;诒菊虑皫坠(jié)介紹的風機模型和抽水蓄能機組模型,在 Matlab/Simulink 平臺上搭建了由抽水蓄能機組與風電機組組成的微電網(wǎng)模型,風電機組采用 PowerSystems 中的 Wind Turbine Doubly-Fed Induction Gennerator 模型,只需給定風電機組的輸入風速即可產(chǎn)生風電功率。微電網(wǎng)暫態(tài)模型示意圖如圖 2-15 所示。水泵水輪機 G風機勵磁系統(tǒng)負荷DFIG大電網(wǎng)負荷負荷調速系統(tǒng)
圖 4-4 抽水蓄能電站引水系統(tǒng)布置結構圖由前三節(jié)所提到的不同的開機方法,包括兩種傳統(tǒng)的開機策略和智能開機方法,采用 ASA 啟發(fā)式優(yōu)化算法優(yōu)化開機策略參數(shù)。在接下來的試驗中,人工羊群算法的參數(shù)設置如下:群體規(guī)模 N=30,總迭代數(shù) T=200,影響范圍系數(shù) =0,隨機探索的調制系數(shù) β=1。由于三種開機方案均涉及到 PID 控制,因此首先通過常規(guī)優(yōu)化方案確定一組 PID參數(shù),三種開機方案均固定采用該同一組 PID 參數(shù)。將控制器 PID 參數(shù)和三種開機方式設計的參數(shù)作為待優(yōu)化參數(shù),參數(shù)優(yōu)化上下邊界值如表 4-2 所示。傳統(tǒng)開機方法的經(jīng)驗參數(shù)如表 4-3 所示。表 4-2 開機策略待優(yōu)化參數(shù)的上下界參數(shù) 邊界 值控制器參數(shù)1, ,p i d K K K 下邊界上邊界01005010一段式開機下邊界0.10
【參考文獻】:
期刊論文
[1]智能用電小區(qū)風光儲聯(lián)合微網(wǎng)的實現(xiàn)[J]. 魏世貴,劉雙,許波,陳霖奎. 電工技術. 2015(11)
[2]抽水蓄能機組空載工況分數(shù)階PID調節(jié)控制[J]. 許顏賀,周建中,薛小明,夏鑫,裴翔羽,李超順. 電力系統(tǒng)自動化. 2015(18)
[3]基于非線性模型的可逆式機組精確線性化控制研究[J]. 黃文濤,常黎,丁坦,黃正軍,蔡旭. 大電機技術. 2015(02)
[4]水泵水輪機全特性的改進Suter變換方法[J]. 劉志淼,張德虎,劉瑩瑩,張醒. 中國農(nóng)村水利水電. 2015(01)
[5]基于水泵水輪機全特性空間曲面描述的工作參數(shù)處理研究[J]. 劉德祥,常黎,黃正軍,張登,黃文濤. 水電能源科學. 2014(07)
[6]基于BP網(wǎng)絡的水泵水輪機全特性空間曲面描述[J]. 黃文濤,常黎,黃正軍,劉德祥,張登. 水電能源科學. 2013(12)
[7]抽水蓄能機組調速器智能啟動策略研究[J]. 王躍. 電網(wǎng)與清潔能源. 2013(11)
[8]基于空間曲面的水泵水輪機機組數(shù)學模型及仿真[J]. 楊桀彬,楊建東,王超. 水力發(fā)電學報. 2013(05)
[9]光伏陣列最大功率跟蹤變論域模糊控制[J]. 任海鵬,郭鑫,楊彧,李潔. 電工技術學報. 2013(08)
[10]儲能系統(tǒng)在東福山島獨立型微電網(wǎng)中的優(yōu)化設計和應用[J]. 趙波,張雪松,李鵬,汪科,陳健,李逢兵. 電力系統(tǒng)自動化. 2013(01)
博士論文
[1]分布式發(fā)電與微網(wǎng)系統(tǒng)多目標優(yōu)化設計與協(xié)調控制研究[D]. 王瑞琪.山東大學 2013
[2]雙饋電動機的控制系統(tǒng)研究[D]. 吳勝.華中科技大學 2005
[3]電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)與機電暫態(tài)混合實時仿真的研究[D]. 岳程燕.中國電力科學研究院 2005
碩士論文
[1]抽水蓄能機組的非線性廣義預測控制研究[D]. 毛翼豐.華中科技大學 2016
[2]抽水蓄能機組調速系統(tǒng)精細化建模與控制優(yōu)化[D]. 趙威.華中科技大學 2016
[3]直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的仿真研究[D]. 賀瑞.青島科技大學 2015
[4]抽水蓄能電站過渡過程計算與導葉關閉規(guī)律研究[D]. 張東升.華中科技大學 2013
[5]水電站水力過渡過程數(shù)字仿真[D]. 劉麗民.華中科技大學 2013
[6]互聯(lián)電網(wǎng)分級調頻模式研究[D]. 文麗.華南理工大學 2011
[7]基于粒子群算法的水輪機調速器參數(shù)優(yōu)化[D]. 郭磊.河海大學 2007
[8]水電站過渡過程計算中的若干問題研究[D]. 黃賢榮.河海大學 2006
本文編號:3294628
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