基于光伏發(fā)電與負(fù)荷預(yù)測的微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略研究

【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,能源需求量逐年上升,能源短缺以及生態(tài)環(huán)境的污染和破壞等問題日益突出。雖然以太陽能、風(fēng)能為主的可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用可以有效緩解能源危機(jī)和生態(tài)環(huán)境問題,但因其生產(chǎn)的電能不穩(wěn)定,會(huì)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量以及穩(wěn)定性造成不良影響。分布式微電網(wǎng)的出現(xiàn)可以有效緩解可再生能源利用方面的不足,因此對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的研究有著重要的意義。而儲(chǔ)能系統(tǒng)作為一種能量緩沖環(huán)節(jié),在微電網(wǎng)中有著舉足輕重的地位。本文首先對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)中的應(yīng)用做了介紹,闡述了儲(chǔ)能電池分類以及應(yīng)用現(xiàn)狀,對(duì)儲(chǔ)能電池的單體特性、成組設(shè)計(jì)方法以及儲(chǔ)能電池常規(guī)變流器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析研究,并根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)在微電網(wǎng)中平抑光伏波動(dòng)和能量調(diào)度的作用將其分為平滑輸出控制和計(jì)劃輸出控制兩種工作場景。根據(jù)本文光伏微電網(wǎng)設(shè)計(jì)要求,提出基于能量預(yù)測的光伏微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)計(jì)劃輸出控制策略。其次,基于最小二乘支持向量機(jī)建立了光伏發(fā)電預(yù)測和負(fù)荷預(yù)測模型,通過對(duì)光伏歷史發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究,選取對(duì)光伏出力影響較大的因素作為輸入變量,實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電功率的準(zhǔn)確預(yù)測。在負(fù)荷預(yù)測模型建立過程中,引入灰色關(guān)聯(lián)度分析法選擇對(duì)負(fù)荷影響較大的因素作為輸入變量,提高了模型的預(yù)測精度。最后,在光伏發(fā)電與負(fù)荷預(yù)測基礎(chǔ)上,針對(duì)微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)提出一種模糊控制策略。首先分析模糊控制原理及其在儲(chǔ)能系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢,進(jìn)而設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)模糊控制器,并確定了模糊控制器結(jié)構(gòu)、模糊輸入輸出變量、語言變量模糊化以及模糊推理規(guī)則,將模糊控制規(guī)則在系統(tǒng)中試驗(yàn)運(yùn)行比較。驗(yàn)證結(jié)果表明:系統(tǒng)在投入模糊控制策略后可提高系統(tǒng)運(yùn)行效率、降低聯(lián)絡(luò)線功率交換造成的電能損耗,有效抑制光伏發(fā)電以及負(fù)荷波動(dòng)對(duì)微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線產(chǎn)生的功率波動(dòng),降低了微電網(wǎng)對(duì)公共電網(wǎng)的影響。 【關(guān)鍵詞】：光伏微網(wǎng) 光伏功率預(yù)測 負(fù)荷預(yù)測 儲(chǔ)能系統(tǒng) 控制策略
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615;TM715
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 光伏發(fā)電現(xiàn)狀及前景10-11
• 1.2.2 微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.2.3 微電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 光伏微電網(wǎng)儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)12-13
• 1.3.1 光伏發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)12
• 1.3.2 短期負(fù)荷預(yù)測技術(shù)12-13
• 1.3.3 儲(chǔ)能控制技術(shù)13
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容13-15
• 第2章 儲(chǔ)能技術(shù)及其在微電網(wǎng)中的應(yīng)用15-24
• 2.1 儲(chǔ)能技術(shù)分類及其應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 2.1.1 儲(chǔ)能技術(shù)分類15-16
• 2.1.2 儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀16-17
• 2.2 儲(chǔ)能電池特性17-22
• 2.2.1 電池單體特性17-18
• 2.2.2 電池成組設(shè)計(jì)方法18-19
• 2.2.3 儲(chǔ)能電池常規(guī)變流器主電路分析19-22
• 2.3 光伏微電網(wǎng)儲(chǔ)能與控制技術(shù)22-23
• 2.3.1 平滑輸出控制22
• 2.3.2 計(jì)劃輸出控制22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 光伏發(fā)電功率預(yù)測與負(fù)荷預(yù)測24-41
• 3.1 引言24
• 3.2 預(yù)測原理及方法24-26
• 3.3 最小二乘支持向量機(jī)原理26-30
• 3.3.1 最小二乘支持向量機(jī)基本原理26-27
• 3.3.2 模型選擇27-30
• 3.4 基于LS-SVM光伏發(fā)電功率預(yù)測模型30-34
• 3.4.1 光伏特性分析30-31
• 3.4.2 光伏發(fā)電功率預(yù)測模型建立31-32
• 3.4.3 仿真驗(yàn)證32-34
• 3.5 GRA-LSSVM超短期負(fù)荷預(yù)測模型34-40
• 3.5.1 灰色關(guān)聯(lián)度分析方法34-36
• 3.5.2 超短期負(fù)荷預(yù)測模型建立36
• 3.5.3 仿真驗(yàn)證36-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略研究41-57
• 4.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑輸出控制策略41-45
• 4.1.1 基本濾波控制41-42
• 4.1.2 電池儲(chǔ)能SOC反饋控制42
• 4.1.3 可變時(shí)間常數(shù)的濾波控制42-44
• 4.1.4 系統(tǒng)平滑輸出運(yùn)行效果44-45
• 4.2 模糊控制原理45-46
• 4.2.1 模糊控制的進(jìn)展及應(yīng)用45
• 4.2.2 模糊控制原理45-46
• 4.3 基于能量預(yù)測的光伏微網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)模糊策略設(shè)計(jì)46-54
• 4.3.1 微電網(wǎng)能量結(jié)構(gòu)47-48
• 4.3.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)模糊控制器設(shè)計(jì)48-54
• 4.4 試驗(yàn)運(yùn)行效果評(píng)價(jià)54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 結(jié)論和展望57-59
• 5.1 結(jié)論57-58
• 5.2 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果62-63
• 致謝63

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