风/光互补发电系统的优化设计与能量管理控制平台研发

摘要

风/光互补发电作为一种清洁的、可再生的新型能源，受到我国和世界其它许多国家的重视，并进行了大量的相关研究。目前，国内外对风/光互补发电的研究主要集中于风力发电机组的研制及控制、光伏发电单元的研制及控制和风/光互补发电能量管理控制等方面，对风/光互补发电系统的优化设计的研究却很少。 风/光互补发电系统是个开放的、分布式系统，并且其发电装置分散地分布于发电系统之中。这些装置既可以独立运行，又要根据风、光资源和负荷的变化相互协调或协作才能使发电系统安全、稳定、高质、经济的运行。针对风/光互补发电系统的这些特点，在对国内外相关资料的收集、整理、分析和综合之后，对风/光互补发电系统的优化设计进行了研究。 全文主要研究内容包括： 1．对风/光互补发电系统的设计模型研究。阐述了某个地点是否适合安装发电系统的条件判据，确定了风机容量与PV组件容量在系统总容量中所占的比例。分析了蓄电池的最低容量的估算和优化设计时部件的数量和类型的选择需要考虑的约束关系，综合给出了风/光互补发电系统优化设计模型，画出了求解模型算法的流程图。 2．对风/光互补发电系统设计模型的求解。针对风/光互补发电系统优化问题属于离散变量优化范畴的特点，提出离散搜索算子及其具体形式，遗传算子能真正在离散空间中进行搜索而不是以先连续搜索后离散取整的方式寻优；基于线性搜索思想提出的离散引导算子，将种群逐步向离散极值点进行引导，实现加速寻优。最后根据收集到的资料和计算的步骤设计了一个实例计算。 3．对风/光互补发电系统能量管理控制平台的研发。从软件开发的角度出发，分析了应用组态王开发能量管理控制平台的原因，并对整个平台的功能框架做了一个大概的介绍。对平台各个具体的组成部分进行了详细说明。首先对整个平台的软硬件开发环境进行了阐述，接着对各个功能模块开发过程进行了详细的说明。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2风／光互补发电的国内外现状与发展趋势

1.2.1国外风／光互补发电的现状与发展趋势

1.2.2我国风／光互补发电的现状与发展趋势

1.2.3进一步发展需要解决的问题

1.3本文的主要研究内容及章节安排

1.3.1本文的主要研究内容

1.3.2本文的章节安排

第二章风／光互补发电系统的设计模型研究

2.1 引言

2.2风／光互补发电系统简介

2.3风机容量与PV组件容量比例的确定

2.4蓄电池组最低容量的估算

2.5优化设计模型的约束条件

2.5.1风机数量与类型选择的约束条件

2.5.2 PV组件数量与类型选择的约束条件

2.5.3蓄电池数量与类型选择的约束条件

2.6优化设计模型

2.7小结

第三章风／光互补发电系统的优化设计

3.1引言

3.2遗传算法的研究及应用现状

3.2.1遗传算法的研究现状

3.2.2遗传算法在电力系统中的应用研究现状

3.3基于改进遗传算法的风／光互补发电系统优化设计

3.3.1适应度函数及其约束

3.3.2参数编码方案

3.3.3交叉算子

3.3.4变异算子

3.3.5引导算子

3.3.6优化算法

3.4优化设计模型分析与实例计算

3.5小结

第四章风／光互补发电能量管理控制平台研发

4.1概述

4.2系统的软硬件开发环境

4.2.1组态王简介

4.2.2工控机简介

4.2.3 PCI-1711L功能简介

4.3系统的主要功能模块

4.3.1数据库模块

4.3.2其它功能模块

4.4小结

总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢