基于PV-SOFC聯(lián)供系統(tǒng)的負荷預(yù)測和能量管理研究.pdf

1、當今世界，能源消費與環(huán)境保護之間的平衡正逐漸被打破。在人們大力開發(fā)和利用傳統(tǒng)能源的同時，環(huán)境問題也變得日益嚴重。近年來，以太陽能為發(fā)電能源的光伏電池(Photovoltaic cells，PV)，具有資源豐富和環(huán)保的特點，在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用，然而，間歇性和波動性問題仍然制約著光伏電池的發(fā)展。與此同時，固體氧化物燃料電池(Solid oxide fuel cell，SOFC)作為一種極具發(fā)展?jié)摿Φ陌l(fā)電技術(shù)，也正逐漸受到各國重視。將

2、PV和SOFC結(jié)合起來聯(lián)合供電，不僅能夠解決光伏電池單獨發(fā)電所具有的間歇性和波動性的問題，同時也能夠提高發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。因此，PV和SOFC聯(lián)合發(fā)電是緩解當今世界環(huán)境問題和能源問題的有效方式。研究該聯(lián)供系統(tǒng)具有重要的理論和實際意義。
　　本文在國家自然科學(xué)基金項目的支持下，對PV/SOFC聯(lián)供系統(tǒng)進行研究。選擇PV和SOFC為發(fā)電單元，并結(jié)合電解槽、儲氫罐和功率轉(zhuǎn)換等裝置，設(shè)計了一套PV/SOFC聯(lián)供系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計方面，本文

3、合理選擇系統(tǒng)單元模塊，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型。在系統(tǒng)優(yōu)化方面，研究了PV最大功率跟蹤控制，結(jié)合負荷預(yù)測技術(shù)，對PV/SOFC聯(lián)供系統(tǒng)進行了能量管理控制研究。完成的工作內(nèi)容包括:
　　第一，分析了PV/SOFC聯(lián)供系統(tǒng)各模塊單元的運行原理，建立了數(shù)學(xué)模型，并在MATLAB/Simulink仿真平臺上建立了各模塊單元的仿真模型。
　　第二，對光伏電池的最大功率跟蹤控制進行了研究，論述了擾動觀察法、增量電導(dǎo)法和模糊控制法三

4、種最大功率跟蹤控制方法，比較分析了三種方法的優(yōu)缺點，并在MATLAB/Simulink仿真平臺上建立了相應(yīng)的仿真模型，選用增量電導(dǎo)法進行仿真分析，經(jīng)驗證，該方法能夠快速準確地進行最大功率跟蹤控制。
　　第三，介紹了三種短期負荷預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)路算法，借助MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并利用所選負荷樣本數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練和預(yù)測，對兩種算法的預(yù)測結(jié)果進行了對比分析，驗證了兩種算法進行負荷預(yù)測的有效性，

5、為研究系統(tǒng)能量管理控制提供技術(shù)支持。
　　第四，結(jié)合負荷預(yù)測技術(shù)和發(fā)電單元的特點，設(shè)計了PV/SOFC聯(lián)供系統(tǒng)的能量管理策略，并在MATLAB/Simulink仿真平臺上建立了聯(lián)供系統(tǒng)整體仿真模型。為了驗證該聯(lián)供系統(tǒng)的可靠性，本文選用實際用戶負荷數(shù)據(jù)，在光照充足和不足兩種情況下對系統(tǒng)進行驗證。經(jīng)驗證，該聯(lián)供系統(tǒng)能夠滿足用戶用電需求，具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。
　　綜上所述，本文主要對PV/SOFC聯(lián)供系統(tǒng)進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和理論