微電網(wǎng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置研究.pdf

1、可再生能源憑借其環(huán)境友好性和資源充沛性而備受矚目，微電網(wǎng)技術(shù)作為可再生能源利用的有效形式快速發(fā)展。但由于微電網(wǎng)中光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，對(duì)負(fù)荷的供電可靠性和電網(wǎng)的電能質(zhì)量甚至穩(wěn)定性造成了不利影響。儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠?yàn)槲㈦娋W(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中提供必要的能量緩沖，可以很大程度上解決或改善微電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的諸多問(wèn)題。然而儲(chǔ)能裝置的價(jià)格昂貴，如何合理選取儲(chǔ)能的額定功率和容量是保障微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。
　　本文重點(diǎn)研究了不同場(chǎng)景下儲(chǔ)能

2、系統(tǒng)的優(yōu)化配置方法。
　　首先，研究了發(fā)電充裕條件下獨(dú)立型微電網(wǎng)儲(chǔ)能容量的確定方法和影響因素，提出了在滿(mǎn)足供電可靠性前提下棄置部分過(guò)剩能量的容量確定新方法，避免了儲(chǔ)能容量在運(yùn)行過(guò)程中逐漸增加。分析了微電網(wǎng)發(fā)電充裕度及可再生能源混合比例對(duì)儲(chǔ)能配置的影響，結(jié)果表明合理選取光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的混合比例能夠有效減小儲(chǔ)能容量，此外，提高微電網(wǎng)的發(fā)電充裕度能夠大幅降低微電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能的需求，同時(shí)影響著光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的最優(yōu)配置比例。
　　

3、然后，從兩個(gè)角度研究了并網(wǎng)運(yùn)行微電網(wǎng)中儲(chǔ)能容量配置方法。一方面，儲(chǔ)能系統(tǒng)用于平滑可再生能源輸出功率波動(dòng)場(chǎng)景下，利用離散傅里葉變換和逆變換對(duì)可再生能源的出力進(jìn)行濾波，高頻部分由儲(chǔ)能系統(tǒng)吸收消納，低頻部分即為微電網(wǎng)的平滑輸出功率。考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電效率和荷電狀態(tài)的限制，確定能夠滿(mǎn)足連續(xù)循環(huán)運(yùn)行的儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率與容量，并分析了平滑時(shí)間尺度和功率波動(dòng)限值對(duì)儲(chǔ)能容量的影響。該方法幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)任意時(shí)間段內(nèi)平滑后的功率波動(dòng)不超過(guò)給定的限值，具有較強(qiáng)

4、的適用性。另一方面，儲(chǔ)能系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)計(jì)劃發(fā)電場(chǎng)景下，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)償可再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)誤差。分析了可再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)誤差的概率分布特性，運(yùn)用區(qū)間估計(jì)的方法獲得儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率與容量。比較了微電網(wǎng)儲(chǔ)能配置方案對(duì)儲(chǔ)能容量的影響，結(jié)果表明集中配置能夠充分利用各個(gè)儲(chǔ)能裝置的可用容量，減小微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量，從這一角度而言集中配置優(yōu)于分散配置。
　　最后，分析比較了以超級(jí)電容為代表的功率型儲(chǔ)能裝置和以鋰電池為代表的能量型

5、儲(chǔ)能裝置在平滑可再生能源功率波動(dòng)方面的特性，仿真結(jié)果表明功率型儲(chǔ)能裝置適合平滑短時(shí)大幅功率波動(dòng)，能量型儲(chǔ)能裝置適合平滑長(zhǎng)時(shí)小幅功率波動(dòng)?？紤]到單一的功率型和能量型儲(chǔ)能裝置的局限性，將兩者有機(jī)結(jié)合組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)以整合各自的優(yōu)勢(shì)。提出了基于模糊控制理論的功率優(yōu)化分配方法，并以混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的總成本最低為目標(biāo)，兼顧了各儲(chǔ)能介質(zhì)的充放電功率約束和荷電狀態(tài)約束以及平滑功率波動(dòng)的柔性約束，運(yùn)用遺傳算法求解混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的最優(yōu)配置。研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)放寬對(duì)平