基于分時(shí)電價(jià)的離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行優(yōu)化研究

【摘要】：能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著能源危機(jī)的加劇,清潔無(wú)污染的太陽(yáng)能光伏發(fā)電逐漸得到人們的青睞。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的深入發(fā)展和智能電網(wǎng)的日趨完善,光伏發(fā)電將成為未來(lái)社會(huì)的重要能源。因此,如何對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行優(yōu)化以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益正成為熱點(diǎn)問(wèn)題。 隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展,電力需求側(cè)管理越來(lái)越受到業(yè)界的重視。電力需求側(cè)管理突破了電力供應(yīng)以滿足需求為目標(biāo)的傳統(tǒng),綜合衡量供需雙方的資源,按最大效率的原則尋求優(yōu)化方案,使其產(chǎn)生最大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。分時(shí)電價(jià)政策是推進(jìn)電力需求側(cè)管理的核心內(nèi)容,因此,在開發(fā)利用太陽(yáng)能的同時(shí),研究基于分時(shí)電價(jià)離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行優(yōu)化,充分發(fā)揮其調(diào)峰作用,具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 針對(duì)離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng),本文考慮分時(shí)電價(jià)政策,在建模方法、模型求解和優(yōu)化策略等方面進(jìn)行了大量的研究。主要研究工作如下： 首先,介紹光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類和構(gòu)成,分析離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)各組成單元的特性及其數(shù)學(xué)模型,闡述光伏輸出功率的預(yù)測(cè)方法,并建立了基于馬爾科夫鏈的預(yù)測(cè)模型,為系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化模型的建立提供基礎(chǔ)。 其次,基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃理論提出離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行優(yōu)化的目標(biāo)及其約束條件,建立系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行優(yōu)化模型,包括光伏電池、蓄電池、逆變器的建模和離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)之間電能交易的建模。 再次,基于山東大學(xué)能效研究與評(píng)估中心的10kw離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng),結(jié)合前文建立的運(yùn)行優(yōu)化模型的特點(diǎn),采用基于隨機(jī)模擬技術(shù)的粒子群算法對(duì)模型進(jìn)行求解,提出了離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化控制策略。實(shí)例分析表明,優(yōu)化結(jié)果有效地提高了用戶的收益,實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的“削峰填谷”,同時(shí)為政府制定峰谷時(shí)段的電價(jià)提供了參考。 最后,設(shè)計(jì)離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化控制器以便監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況以及優(yōu)化控制策略的實(shí)際應(yīng)用,主要包括主控制電路、通信接口電路、電壓／電流檢測(cè)電路、液晶顯示電路以及交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路,為實(shí)現(xiàn)理論到應(yīng)用的轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng) 分時(shí)電價(jià) 馬爾科夫鏈 經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行優(yōu)化模型 隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃 隨機(jī)模擬 粒子群算法
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究背景及意義14-17
• 1.1.1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電及系統(tǒng)分類14-16
• 1.1.2 分時(shí)電價(jià)政策16
• 1.1.3 課題目的及意義16-17
• 1.2 研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的預(yù)測(cè)研究17-19
• 1.2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化研究19-20
• 1.3 現(xiàn)存的主要問(wèn)題20-21
• 1.4 本文的主要工作21-24
• 第二章 離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行優(yōu)化模型24-38
• 2.1 10kW離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成24
• 2.2 離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)單元的特性及數(shù)學(xué)模型24-29
• 2.2.1 光伏電池特性24-26
• 2.2.2 蓄電池模型26-28
• 2.2.3 逆變器模型28-29
• 2.3 光伏輸出功率馬爾科夫鏈預(yù)測(cè)方法29-34
• 2.3.1 馬爾科夫鏈預(yù)測(cè)法概述29
• 2.3.2 馬爾科夫鏈預(yù)測(cè)模型29-31
• 2.3.3 光伏輸出功率預(yù)測(cè)模型31-32
• 2.3.4 光伏輸出功率預(yù)測(cè)模型算法實(shí)現(xiàn)32-34
• 2.4 離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化建模34-36
• 2.4.1 機(jī)會(huì)約束規(guī)劃理論34-35
• 2.4.2 目標(biāo)函數(shù)35
• 2.4.3 約束條件35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 第三章 離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行優(yōu)化算法38-48
• 3.1 隨機(jī)模擬38-40
• 3.1.1 隨機(jī)模擬概述38-39
• 3.1.2 隨機(jī)模擬算法流程39-40
• 3.2 粒子群優(yōu)化算法40-42
• 3.2.1 粒子群優(yōu)化算法概述40
• 3.2.2 基本粒子群優(yōu)化算法40-42
• 3.2.3 基本粒子群優(yōu)化算法流程42
• 3.3 隨機(jī)模擬粒子群算法約束處理42-44
• 3.3.1 隨機(jī)變量約束處理42-43
• 3.3.2 蓄電池約束處理43
• 3.3.3 邊界約束處理43-44
• 3.3.4 終止準(zhǔn)則44
• 3.4 隨機(jī)模擬粒子群算法步驟44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第四章 實(shí)例分析48-62
• 4.1 馬爾科夫鏈預(yù)測(cè)光伏輸出功率實(shí)例分析48-52
• 4.2 10kW離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行優(yōu)化實(shí)例分析52-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 第五章 離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化控制器設(shè)計(jì)62-76
• 5.1 整體方案62-63
• 5.2 硬件電路實(shí)現(xiàn)63-72
• 5.2.1 MCU電路63-64
• 5.2.2 網(wǎng)絡(luò)通信接口電路64-66
• 5.2.3 串行通信接口電路66
• 5.2.4 CAN通信接口電路66-67
• 5.2.5 檢測(cè)電路67-70
• 5.2.6 液晶顯示電路70-71
• 5.2.7 交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路71-72
• 5.3 軟件實(shí)現(xiàn)72-74
• 5.3.1 整體程序設(shè)計(jì)72
• 5.3.2 以太網(wǎng)通信程序設(shè)計(jì)72-74
• 5.3.3 交流接觸器控制程序設(shè)計(jì)74
• 5.4 本章小結(jié)74-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 工作總結(jié)76-77
• 6.2 研究展望77-78
• 附錄78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間獎(jiǎng)勵(lì)86-87
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表87

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綠色企業(yè)家的光榮與尷尬    王義偉

將太陽(yáng)能電池板裝進(jìn)玻璃幕墻    黎方益 李之政 曾丁丁

太陽(yáng)能光伏發(fā)電：何時(shí)點(diǎn)亮中國(guó)家庭    本報(bào)實(shí)習(xí)記者 范麗敏

太陽(yáng)能：給奧運(yùn)“增光添熱”    趙永新

光伏發(fā)電系統(tǒng)效率提高理論方法及關(guān)鍵技術(shù)研究    朱艷偉

光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行理論與關(guān)鍵技術(shù)研究    徐瑞東

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