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一种新型的风光互补发电系统优化设计

更新时间：2020-03-21 06:12:01 大小：4M 上传用户：zhiyao6 查看TA发布的资源 标签：风光互补发电系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

太阳能及风能均具有能量密度低、随机性强的特点，所以单独的光伏或风电系统难以提供稳定的电能输出，加入蓄能装置有助于改善这一缺陷，但又大大加大了系统的投资。如何使得光伏电池及风力发电机发挥最大的潜能，又避免过多的投资浪费是急需要解决的问题。如何合理的匹配设计是充分发挥风光互补发电优越性的关键。目前，国内设计风光互补系统配置一般采用经验来估算，这往往会造成系统装机容量严重不足或者过剩现象。风光互补独立供电系统的优化配置可看作一个多目标优化问题，两个冲突的目标是极大化供电可靠性和极小化成本。本文中，供电可靠性采用计算机软件模拟蓄电池组一年的每日的荷电状态值(SOC)来验算保证：成本的优化采用遗传基因算法动态搜索模式，搜索计算出最小化系统配置花费。本文在设计风光互补独立供电系统时，系统中需要优化的不仅有光伏电池和蓄电池的容量，还应该有风力发电机种类和容量以及光伏电池的倾角[7]。优化目标为系统安装成本，约束条件为供电可靠性。在成本(目标)函数的最小化计算中，用改进的适应性微观策略的遗传算法优化，随机搜索并采用选择、交叉、变异三种基本算子在全部组合中搜索最优化的配置。计算和验证表明本文采用的算法收敛，能同时优化风力发电机类型和容量、光伏电池的容量和倾角以及蓄电池的容量，并且计算效率高。本文首先按光伏方阵、风力发电机、蓄电池、负载、优化指标的顺序建立了风光互补发电系统的数学模型。其中光伏方阵模型包括了太阳辐射模型及光伏模板的电流电压模型。风力发电机的模型由一分段能量函数表示，以便于仿真[5]。储能单元中蓄电池模型直接采用了前人的工作成果。等效数学模型分析表明，超级电容器能够提升储能系统的峰值功率，优化蓄电池的充放电电流，使其工作在良好环境中[15]。本文提出了一种无源式超级电容器和蓄电池混合储能结构，并应用于独立风光系统中，建立了相应的控制系统。仿真和实验结果表明，由于超级电容器的滤波作用，在光伏系统的输出功率和负载功率大幅波动时，蓄电池的充放电电流能够保持在较平滑的水平，避免了因充放电电流过大而引起的容量损失和过早失效。这在本文的设计中是一个创新。本文最后还设计了以PIC16F877单片机为核心的控制系统的硬件电路和相关软件，可以实...