《基于粒子群算法的混合储能系统容量优化配置.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于粒子群算法的混合储能系统容量优化配置.doc（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 独创性声明关于论文使用授权的说明艿难宦畚脑诮饷芎笥袷卮诵阺月日 实验表明，当负载脉动时，将二者混合的储能系统提高了储能系统的功率输出能力，减少了蓄电池的输出电流，延长工作时间，减少了内部损耗。其次，建立了以储能装置的生命周期费用为目标函数，以负荷缺电率等为约束条件的独立风电储能系统的容量优化模型，比较传统蓄电池储能、改进蓄电池储能、传统混合储能和改进的混合储能这四种储能方法的优缺点。再次，在风光互补发电系统中，以蓄电池和超级电容器作为混合储能装置，以储能系统的全生命周期年费用最小为目标，以系统的缺电率等运行指标为约束条件，建立了一种混合储能系统容量优化配置模型。分别用标准的粒子群算法、权重改
2、进的粒子群算法和加速因子改进的粒子群算法进行求解。最后，系统进行仿真，仿真结果表明：改进的混合储能系统具有更低的全生命周期费用；采用加速因子改进的粒子群优化算法可以得到更好优化效果，不仅能加快收敛速度，同时也降低了生命周期费 ， 瑃 琤 ， 宁夏大学硕士学位论文第一章绪论源。据估算，全国各个地方太阳的年辐射总量达到，中值为。作温度范围宽等一系列的要求。因此，提出了混合储能技术。混合储能系统通过采用容量大、相对循环次数受到限制、能量比高、功率比低的储能环节辅助容量小、寿命长、功率比高的储能环节，与单一的储能技术相比较，具有更好的经济性和系统特性。目前应用比较广泛的是将超级电容器和蓄电池混合作为储
3、能装置，可以减少蓄电池充电和放电的次数，平抑功率的波动，延长蓄电池的循环使用寿命。 第一章绪论在我们生活的地球上，风能和太阳能到处都有，可以随时随地的开发利用，也不会存在运输虽然风能和太刚能具有上述的优点，但是也存在一些缺点： 宁夏大学硕士学位论文第一章绪论丽厶础嗣士鏹攀藉诵磙鞩。謦冀 匿蚕 宁夏大学硕士学位论文第一章绪论鬻德国图年全球五大风电市场新增的装机容量电力调峰改善电能质量 第一章绪论和超级电容器混合使用，不仅综合了不同储能技术的特点，还能有效的提高储能技术的经济性超级电容器和蓄电池在性能上具有很好地互补性。超级电容器的充放电速度快、效率高，使用寿命长，功率密度高，适合于功率人的充放电
4、场合利循环次数多的场合，但是超级电容器的能量密度偏低，不太适合大规模的储能场合。而蓄电池与超级电容器的性能相反，它的能量密度较人，但是充放电的效率比较低，使用寿命也比较短，功率密度也较小。将二者混合使用，使得二者的优点相互结合，这会使得储能系统的性能得到很大的提高。国内外的研究表明，超级电容器和蓄电池混合使用，可以降低储能系统的内部损耗、提高储能系统的输出功率的能力、增加了放电的时间：缩小了储能系统的体积，减小了蓄电池的充电和放电次数、延长电需求。延长了蓄电池的使用寿命。 第一章绪论的方法，实现对储能系统的优化。电池单独储能和混合储能的成本，表明混合储能具有更好的经济性。文章中以微电网中常见的
5、分布式电源和储能单元的运行机理结构为依托，对这些单元建立了详细的仿真模型。选择超级电容器和蓄电池结合的储能系统，对超级电容器和蓄电池混合储能系统进行了性能分析和仿真验证，分析表明混合储能技术比单一的储能技术更合理。并且提出了超总结储能技术的作用和发展趋势，同时总结了储能容量优化配置在国内外的研究现状。通过功率变换器并联三种方式进行建模仿真，并且分析了混合储能的性能。 宁夏大学硕学位论文第一章绪论 第二章风光互补系统的组成及特性分析第二章风光互补系统的组成及特性分析分光互补系统的主要组成系统主要由光伏发电系统、风力发电系统、功率变换器、储能装置和负载组成。太刚能发电储能装置：当风能和太阳能供电充
6、足时，储存能量；当风能和太阳能不足时，向负载供电。由等效电路图可得：， 宁夏大学硕士学位论文第二章风光互补系统的组成及特性分析图相同光照不同温度下的蚉曲线图 第二章风光互补系统的组成及特性分析 宁夏人学帧学位论文第二章风光互补系统的组成及特性分析式中：兄图风能利用系数的仿真模型 宁夏人学硕上学位论文第二章风光互补系统的组成及特性分析 第二章风光互补系统的组成及特性分析超级电容器不像蓄电池在能量转换过程中会发生化学反应，冈此温度的变化对超级电容器的双电层型的超级电容器使用的是高比表面积的活性炭材料，采用活性炭材料做成多孔的电极，在相对的电极中间填充电解液，当两端加电压时，电极收集的正，负电子，在
7、电场作用下电解液中的正离子和负离子，聚集和正极板，负极板相对于接口，形成两层。多孔特性的超级电容器等效电路模型如图所示。图是在考虑多孔电极的基础上，根据双电层超级电容器内部结构建立的等效电路模型。图效电阻；是引线的等效电阻； 宁夏人学硕士学位论文第二章风光互补系统的组成及特性分析 宁夏大学硕学位论文第三章超级电容器蓄电池混合储能系统的研究第三章超级电容器蓄电池混合储能系统的研究超级电容器也被称之为电化学电容，它具有良好的脉冲充放电性能，以及可以实现人容量的有上面可以看出来，超级电容器和蓄电池有着良好的互补特性，所以将两者混合起来使用，可以提高储能装置的负载适应能力和供电的可靠性，改善储能系统的
8、经济效益。并且使得蓄电池的输出电流峰值减小了，内部损耗降低了、放电的时间延长了，还优化了蓄电池的充电和放电过程【。蓄电池超级电容器混合储能目前主要应用于电动汽车、移动通讯设备、可再生能源发电并网系统。超级电容器和蓄电池的并联方式可以分为一卜三类：直接进行并联、通过电感进行并混合储能系统的模型分析 宁夏人学硕学位论文将蓄电池与超级电容器直接并联结构图所示。在中搭建直接并联模蓄电池输出约占负载的兜缛萜鞯牡缌髟颊几涸氐缌鞯备涸氐牡缌魑狾时，蓄电池仍然输出电流，此时为超级电容器进行充电。随时间增加，蓄电池的输出电流也增大。因此超级电容的输出电流幅值与负载电流幅值相差不火，而蓄电池输出电流的幅值大幅度降
9、低，进而保护蓄电池不受大电流冲击。蓄电池的电压慢慢下降。与单独蓄电池供电相比，直接混合储能具有较好的可靠性。瑅翰穋 宁夏人学硕士学位论文第三章超级电容器蓄电池混合储能系统的研究一狫 了砷 宁夏大学硕士学位论文通过电感器并联的储能系统 第三章超级电容器蓄池混合储能系统的研究隆毒氏：一，纛鞴攀鬻端搿黪黪黼瓯鎗辫粥；翘堋蓐佟痠。、。疠肼次砹汶蹀黧冀拳攀。“”州辩瓣鬻嚣獬鬻鬻。”蕖秎麓鬻尊渤熏鬻喾鬻鬻睢！绊耄狠吵噶醉肜璞桢鱥鬻图蓄电池、超级电容器、负载的电流变化。鬻搿麓在中搭建仿真模型见图，仿真模型中的参数设置见表，其中脉动负载的周期是伎毡仁抡娼峁缤所示，从图中可以看出，蓄电池的输出电流峰值大约占脉动
10、负载的电流峰值的兜缛萜髟蛞3械唷罚：屯：较，在每一个周期内，当负载波动的时候，蓄电池的电流变得比较平滑，明显削弱了由于负载功率脉动而带来的波动性。虽然通过电感并联的混合储能系统提高了储能系统的功率输出能力，对蓄电池的放电过程进行了优化，但是和直接并联的混合储能系统一样，都存在系统的配置不灵活的问 宁夏人学硕士学位论文P畹绯刈艿姆诺缡奔洌籙P畹绯氐氖涑龅缪梗为蓄电池输出电流的有效值。而卜一一击一丁一黜器罾畄浚膍得到超级电容器支路、蓄电池支路的电流的有效值分别为：腼 宁夏人学硕学位论文其中：一；翰飞耗二垒混合储能系统和蓄电池储能系统相比较，节约的总能量为 宁夏大学硕士学位论文第三章超级电容器莆电池
11、混合储能系统的研究图混合储能结构以电容电压和电感电流为状态变量，应川状态平均的方法，得到状态平均方程为：三等籟。钚囊焕鯮啦 宁夏大学硕：学位论文一其中： 宁夏人学硕上学位论文风能是一种清洁能源，但由丁自然条什的变化，风速和风向不断的、随机的变化，导致风力储能殴备的协调配合，可以提高风力发电技术的可调度性和可控性。图独立风力发电系统的结构 蓄电池储能的充放电过程放电时 后毛咭凇毛女一一占口强驸尼巨咭籄n量；为超级电容器充电效率；为超级电容器放电效率。 宁夏人学硕士学位论文图为改进储能系统的充电过程。改进的蓄电池的充电过样是：如果不平衡量人丁蓄电池额定量与功率变换器转换率之积，那么蓄电池就以额定量
12、进行充电，充电后当前时刻蓄电池的储则超级电容器以衄一邑进行充电。如果不平衡量小于蓄电池与功率变换器转换率之积，则 与功率转换器转换率之积，则蓄电池以额定进行放电，放电后此刻蓄电池的能量如果小于最小容量，就让此刻的储能量为最小量，超级电容器以不平衡量与最小量之差进行放电，否则以平衡量进行放电，蓄电池不放电。图改进混合储能的放电过程 宁夏大学硕士学位论文基于粒子群算法的储能容量优化配置，负荷缺电率是负荷缺电量与负荷总需求量的比值。即当风电功率满足负荷需求时，负荷缺电量，储能装置充电，当风电功率不。粒子群算法是通过迭代找到一个最佳的解来解决所要求解的问题，在该算法中，搜索空间里 宁夏人学硕上学位论文整的参数较少，精度高，鲁棒性好，很适合在撼淌导杏反映种群中粒子的运动，包括群体极值祝透鎏寮怠隱。在种情况下，速度的变化”的论文筘引。在速度的进化方程中首次引入
