風(fēng)電波動(dòng)實(shí)時(shí)平抑中的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略及容量配置方法研究

【摘要】：隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展以及綠色能源的推廣,全球風(fēng)電總裝機(jī)容量不斷增大,風(fēng)電滲透率水平也不斷提高。但是,由于風(fēng)電功率具有較強(qiáng)的隨機(jī)性與波動(dòng)性,會(huì)給大電網(wǎng)電能質(zhì)量帶來不可忽視的影響,同時(shí)也給電網(wǎng)調(diào)度規(guī)劃帶來了巨大的挑戰(zhàn)。對(duì)此,各國(guó)都針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)問題制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本文采用由儲(chǔ)能電池和超級(jí)電容組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)作為功率補(bǔ)償裝置,平抑風(fēng)電功率波動(dòng),使其分別在一分鐘和半小時(shí)兩個(gè)時(shí)間尺度上均滿足相應(yīng)的并網(wǎng)要求。主要研究?jī)?nèi)容包括： 1.提出了一種基于月平均風(fēng)速的超短期風(fēng)速合成方法。首先根據(jù)威布爾分布與風(fēng)速日形狀曲線,由月平均風(fēng)速生成十分鐘平均風(fēng)速；再根據(jù)湍流模型與Vor-karman功率譜密度,由十分鐘平均風(fēng)速生成秒級(jí)風(fēng)速。 2.提出了一種基于自適應(yīng)濾波的實(shí)時(shí)平抑控制策略。首先,根據(jù)兩個(gè)時(shí)間尺度上風(fēng)電功率波動(dòng)的關(guān)系,自適應(yīng)調(diào)整低通濾波算法的濾波系數(shù),確定使風(fēng)電并網(wǎng)功率波動(dòng)在兩個(gè)時(shí)間尺度上均滿足要求的混合儲(chǔ)能功率；然后,考慮到儲(chǔ)能電池能量密度大、充放電持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),而超級(jí)電容功率密度大、充放電迅速的特點(diǎn),根據(jù)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)和充放電改變次數(shù),自適應(yīng)調(diào)整低通濾波算法的濾波系數(shù),協(xié)調(diào)控制儲(chǔ)能電池吸收低頻功率波動(dòng),超級(jí)電容吸收高頻波動(dòng)。 3.提出了考慮實(shí)際平抑控制策略的、能夠連續(xù)對(duì)風(fēng)電波動(dòng)進(jìn)行平抑的儲(chǔ)能系統(tǒng)最小容量確定方法。以典型日為研究對(duì)象,以最小化儲(chǔ)能系統(tǒng)一天的荷電變化量以及儲(chǔ)能系統(tǒng)容量為優(yōu)化目標(biāo),以電池與超級(jí)電容荷電狀態(tài)的限制為約束,建立混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置優(yōu)化模型,將實(shí)時(shí)平抑控制策略融入改進(jìn)的PSO算法中進(jìn)行求解。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)能波動(dòng)平抑 混合儲(chǔ)能系統(tǒng) 超短期風(fēng)速合成 低通濾波算法 粒子群優(yōu)化算法 容量?jī)?yōu)化配置
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)及風(fēng)能預(yù)測(cè)方法12-15
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)風(fēng)電功率波動(dòng)的限制12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法13-15
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外風(fēng)速合成方法研究15
• 1.3 儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展及其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用15-19
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)電并網(wǎng)中的應(yīng)用17-19
• 1.4 本文主要工作19-21
• 第2章 超短期風(fēng)速合成方法21-30
• 2.1 基于兩參數(shù)威布爾分布和風(fēng)速特性風(fēng)速合成21-23
• 2.1.1 兩參數(shù)威布爾模型和風(fēng)速時(shí)間特性介紹21-23
• 2.1.2 10分鐘平均風(fēng)速合成23
• 2.2 基于風(fēng)速湍流特性的短期風(fēng)速合成23-26
• 2.2.1 湍流模型和Vor-karman功率譜密度23-24
• 2.2.2 秒級(jí)風(fēng)速合成24-26
• 2.3 一年秒級(jí)風(fēng)速合成26-29
• 2.3.1 風(fēng)速的威布爾特性和vor-karman功率譜驗(yàn)證26-27
• 2.3.2 風(fēng)速合成仿真27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 風(fēng)電波動(dòng)實(shí)時(shí)平抑目標(biāo)功率確定30-43
• 3.1 帶混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)介紹30-31
• 3.2 低通濾波算法介紹31-34
• 3.2.1 基于低通濾波算法的風(fēng)電平抑應(yīng)用31-32
• 3.2.2 低通濾波算法原理32-34
• 3.3 不同時(shí)間尺度風(fēng)電波動(dòng)的關(guān)系模型34-36
• 3.3.1 風(fēng)電功率波動(dòng)率定義34-35
• 3.3.2 不同時(shí)間尺度波動(dòng)關(guān)系35-36
• 3.4 基于參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整的低通濾波算法風(fēng)電實(shí)時(shí)平抑策略36-39
• 3.5 算法仿真結(jié)果39-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制策略43-53
• 4.1 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型43-45
• 4.2 基于改進(jìn)的低通濾波算法的混合儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制策略45-49
• 4.3 算例分析49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第5章 結(jié)合實(shí)時(shí)控制策略的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置53-64
• 5.1 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)53-55
• 5.1.1 以1天為單位的儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)變化量53-54
• 5.1.2 目標(biāo)函數(shù)54-55
• 5.2 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置約束條件55-56
• 5.3 基于改進(jìn)的PSO算法的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化流程56-57
• 5.4 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化仿真分析57-63
• 5.4.1 研究對(duì)象選擇57-59
• 5.4.2 案例比較59-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 第6章 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 本文結(jié)論64-65
• 6.2 未來展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 作者簡(jiǎn)歷71-72
• 致謝72

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風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速概率分布參數(shù)計(jì)算新方法    陳國(guó)初;楊維;張延遲;徐余法;

基于時(shí)間序列分析的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速預(yù)測(cè)模型    丁明,張立軍,吳義純

風(fēng)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)綜述    谷興凱;范高鋒;王曉蓉;趙海翔;戴慧珠;

風(fēng)力發(fā)電隨機(jī)風(fēng)速時(shí)間序列生成方法分析與評(píng)價(jià)    張建忠;程明;

雙參數(shù)威布爾分布函數(shù)的確定及曲線擬合    包小慶;劉志強(qiáng);吳永忠;李冬梅;

考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)特性的獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化    陳健;王成山;趙波;張雪松;

基于模糊算法的風(fēng)電儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化控制    張坤;吳建東;毛承雄;陸繼明;王丹;黃輝;

考慮統(tǒng)計(jì)和互相關(guān)特性的多風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速數(shù)據(jù)模擬生成方法    王松巖;于繼來;李海峰;羅建裕;

自治型微電網(wǎng)群多元復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置方法    田培根;肖曦;丁若星;黃秀瓊;

基于波動(dòng)特征參數(shù)的多類型儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制    張國(guó)駒;陳瑤;唐西勝;于蓉蓉;

基于混合儲(chǔ)能的風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)功率調(diào)控系統(tǒng)研究    于芃

基于Matlab的組合風(fēng)速建模與仿真    楊之俊;

基于小波分析與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場(chǎng)短期風(fēng)速預(yù)測(cè)    儲(chǔ)茂得;周松林;

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一種新型的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)綜合模型    夏冬;吳俊勇;賀電;宋洪磊;冀魯豫;

基于小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)研究    厲衛(wèi)娜;蘇小林;

Wind Speed Forecasting based on ARMA-ARCH Model in Wind Farms    

海上風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)速和風(fēng)輪機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩    辛付龍;張建華;王健;

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實(shí)測(cè)風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的修正與預(yù)測(cè)    李正農(nóng);劉艷萍;王鶯歌;

主成分BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型在風(fēng)電場(chǎng)輸出功率中的應(yīng)用    楊曉亮;徐建源;林莘;

基于時(shí)序-支持向量機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率預(yù)測(cè)研究    栗然;柯?lián)砬?張孝乾;唐凡;

風(fēng)電功率短期預(yù)測(cè)技術(shù)綜述    李炎;高山;

基于相似日聚類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)速預(yù)測(cè)    朱鋒;孫輝;周瑋;

風(fēng)電場(chǎng)模型及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響    婁素華;李志恒;高蘇杰;吳耀武;

風(fēng)速的時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型    黃學(xué)良;黃金花;彭暉;

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分布式電源的概率建模及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響    王敏

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3MW風(fēng)電系統(tǒng)變流器裝置的故障診斷    肖竹

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)應(yīng)用研究    楊世成

考慮風(fēng)電并網(wǎng)的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法研究    李宇佳

基于VSC-HVDC的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)控制策略研究    徐希望

風(fēng)電場(chǎng)集群優(yōu)化調(diào)度研究    劉偉

并網(wǎng)型大型風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電功率-時(shí)間序列的混沌屬性分析    王麗婕;廖曉鐘;高爽;冬雷;

超級(jí)電容器結(jié)合蓄電池在航空地面直流電源上應(yīng)用的可行性分析    梁琦;郭巍;

一種基于暫態(tài)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)的儲(chǔ)能位置與容量?jī)?yōu)化方法    吳迪;劉世林;文勁宇;

儲(chǔ)能釩液流電池研發(fā)熱點(diǎn)及前景    劉素琴,黃可龍,劉又年,李林德,陳立泉

風(fēng)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)綜述    王健;嚴(yán)干貴;宋薇;穆鋼;

風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能電池    桂長(zhǎng)清;

超導(dǎo)儲(chǔ)能改善并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性的研究    吳俊玲,吳畏,周雙喜

獨(dú)立光伏系統(tǒng)中超級(jí)電容器蓄電池有源混合儲(chǔ)能方案的研究    唐西勝;齊智平;

基于電源濾波的三相PWM整流器模糊控制策略研究    何致遠(yuǎn);瞿曉;

用于無功靜補(bǔ)系統(tǒng)的模糊-PID控制方法    曾光;蘇彥民;柯敏倩;張靜剛;

湍流速度增量的概率密度函數(shù)    錢儉;

基于可持續(xù)發(fā)展的我國(guó)電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究    楊莉

內(nèi)蒙古電網(wǎng)大規(guī)模風(fēng)電入網(wǎng)的運(yùn)行分析及調(diào)度方案設(shè)計(jì)    侯佑華

北京市可再生能源綜合規(guī)劃模型與政策研究    高新宇

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中國(guó)能源供求預(yù)測(cè)模型及發(fā)展對(duì)策研究    張麗峰

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風(fēng)電場(chǎng)功率短期預(yù)測(cè)方法研究    韓爽

可再生能源發(fā)電與微網(wǎng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的構(gòu)建與控制研究    曾杰

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大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的若干技術(shù)問題研究    吳俊玲

風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速和發(fā)電功率預(yù)測(cè)研究    肖洋

低風(fēng)速條件風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的初步研究    吳正泳

風(fēng)蓄聯(lián)合系統(tǒng)規(guī)劃問題研究    李志恒

雙饋型風(fēng)電場(chǎng)等值模型及儲(chǔ)能容量取值研究    韓濤

大規(guī)模高效儲(chǔ)能技術(shù)概述    董天海;董琪;

成長(zhǎng)與期盼——寫在《儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)》創(chuàng)刊一周年之際    丁玉龍;

含水層儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用及儲(chǔ)能條件的分析    龍翔,萬(wàn)曼影,馬捷

儲(chǔ)能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用與展望    程時(shí)杰;李剛;孫海順;文勁宇;

新型儲(chǔ)能 能量魔方    秦偉;

基于綜合建模的3類電池儲(chǔ)能電站性能對(duì)比分析    丁明;徐寧舟;畢銳;陳自年;羅亞橋;宋卓;

儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用    楊蘋;馬藝瑋;

儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用    何小平;王海濤;

儲(chǔ)能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用展望    劉孫相與;陳斌;

應(yīng)加強(qiáng)儲(chǔ)能技術(shù)的系統(tǒng)研究    余自農(nóng);

儲(chǔ)能技術(shù)——一種在未來電氣工程學(xué)科中可以發(fā)揮重要作用的技術(shù)    程時(shí)杰;

大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用研究    王文亮;秦明;劉衛(wèi);

大規(guī)模電池儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)    張建興;

2013年儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)動(dòng)態(tài)    

先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)在環(huán)渤海風(fēng)電發(fā)展中的應(yīng)用前景分析    鄂寶民;黃旭;龐立軍;陳昀;支偉;

堅(jiān)持四項(xiàng)基本原則推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展    王保國(guó);

電池儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)應(yīng)用和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析    陸志剛;劉怡;雷金勇;陳滿;陳磊;李達(dá);

關(guān)于組織編撰《中國(guó)儲(chǔ)能年鑒》的通知    

儲(chǔ)能技術(shù)的近期研究工作    來小康;

電力儲(chǔ)能在不同電壓等級(jí)配電網(wǎng)中的應(yīng)用    張祖平;劉思革;梁惠施;

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全國(guó)工商聯(lián)新能源商會(huì)儲(chǔ)能專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)林朔：“不能評(píng)斷哪種儲(chǔ)能技術(shù)前景最好”    本報(bào)記者 房田甜　實(shí)習(xí)記者 董樂

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2012儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)探討儲(chǔ)能商業(yè)模式    MEB記者 張?zhí)m

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基于混合儲(chǔ)能的風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)功率調(diào)控系統(tǒng)研究    于芃

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新型儲(chǔ)能雙饋風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行與控制仿真研究    陳煜

需求側(cè)儲(chǔ)能提高電網(wǎng)靜態(tài)安全性的優(yōu)化配置研究    李婷婷

儲(chǔ)能電站在用戶供電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    劉圓圓

分布式發(fā)電系統(tǒng)儲(chǔ)能優(yōu)化配置    田軍

風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能容量計(jì)算及虛擬儲(chǔ)能技術(shù)研究    于慎航

含儲(chǔ)能單元的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究    蔣冀

混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略與容量配置研究    謝石驍