光柴储混合系统可靠性评估及其容量优化配置-电气工程专业论文.docxVIP

中文摘要 中文摘要 重庆大学硕 重庆大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE VI 摘 要 随着全球范围内的能源危机与环境问题日益突出，太阳能作为最丰富的可再 生能源得到世界各国的重视。通常，采用单一的光伏发电难以实现稳定、高效益 的电力输出，而将光伏发电与其他发电方式集成混合发电系统，则可能获得更经 济、更可靠的电能输出。由于光伏发电的间歇性与随机性，使得光伏发电的接入 会对系统的可靠性产生较大的影响，因此有必要对含光伏发电的混合系统进行可 靠性收益评估。在市场环境下，为使可靠性与经济性相协调，对含光伏发电的混 合系统进行容量优化配置研究具有非常重要的理论指导意义和工程应用价值。 基于模糊 C 均值聚类建立新能源系统等值状态概率模型，结合柴油发电机组 运行状态概率模型，提出计及时序特性的光/柴/储混合系统可靠性评估解析模型， 克服了解析法不能体现光伏发电时变特性的不足。利用 ARMA 模型对太阳辐照度、 温度进行仿真模拟，结合光伏功率输出模型得到一定时间长度内的光伏阵列输出 功率时间序列。根据储能设备与系统的协调运行策略确定其各时间段的充放电状 态，进而得到新能源系统的等值功率时间序列。采用模糊 C 均值聚类对等值功率 序列进行聚类，得到新能源系统的等值状态概率模型。结合柴油发电机组的运行 状态概率模型，利用卷积法得到系统可靠性指标。算例分析表明：本文提出的解 析模型能够有效地实现混合系统的可靠性评估，具有一定的理论指导意义。 根据光/柴/储混合系统中各电源的供电优先级别，提出混合系统三种可能的运 行策略。计及运行策略、储能设备寿命、环保折算成本等因素，建立以系统综合 成本最小为目标的容量优化配置模型。基于系统不同运行策略建立储能设备的充 放电功率模型和寿命模型，进而计算不同运行策略下系统缺电概率、电量不足期 望等可靠性指标。以可靠性、碳排放和备选电源等为约束条件，提出基于自适应 遗传算法的最优求解模型，得到三种运行策略下系统的最优容量配置。算例分析 表明：本文提出优化模型及求解算法能够有效地实现混合系统中不同电源的容量 优化配置，具有较高的工程实用价值。 针对特定的运行策略，从可靠性、经济性和太阳能资源的差异性等角度对系 统容量优化配置进行灵敏度分析。分别分析了系统可靠性约束、二氧化碳排放量 约束、燃油价格、环保折算标准、停电损失评价率及平均太阳辐照度等不确定因 素对系统优化配置的影响。结果表明：可靠性约束、二氧化碳排放量约束、燃油 价格、停电损失评价率、平均太阳辐照度对系统优化配置影响较显著，环保折算 标准对系统优化配置影响较小。 关键词：光/柴/储混合系统，可靠性评估，运行策略，优化配置，自适应遗传算法 英文摘要 英文摘要 重庆大学硕 重庆大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV ABSTRACT With the worldwide energy crisis and environmental issues becoming increasingly serious, solar energy as the most abundant clean renewable energy has received attention from all over the world. Usually, it is difficult to achieve stable and high beneficial power output by using a single photovoltaic power generation, whereas integrating photovoltaic power generation and other power generation into hybrid system may achieve more economical and reliable power output. Photovoltaic power generation has a great impact on system reliability due to its intermittent and random features. Therefore, it is necessary to evaluate the reliability benefit of hybrid system with photovoltaic power generation. In the electricity market environment, in order to make reliability coordinated with economy, study on opti